Titelaufnahme

Titel
Electrically actuated elastomers for waveguide intensity modulators / Nicole Galler
Verfasser/ VerfasserinGaller, Nicole
Begutachter / BegutachterinLeitner Alfred ; Krenn Joachim
Erschienen2009
Umfang106 S. : Zsfassung ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Diss., 2009
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Wellenleiter / Elastomer / Wellenleiter / Elastomer / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-14197 Persistent Identifier (URN)
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Electrically actuated elastomers for waveguide intensity modulators [11.44 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In der integrierten Optik herrscht großes Interesse daran Wellenleiter und aktive Bauteile aus Polymeren zu fertigen ? Polymere sind kostengünstig und leicht zu verarbeiten. Viel Arbeit wird in die Realisierung von elektro-optischen und thermo-optischen Modulatoren und Schaltern auf Polymer-Basis investiert. Die Funktionsweise beider beruht auf einer Änderung des Brechungsindex durch den elektro-optischen bzw. den thermo-optischen Effekt. Für elektro-optische Polymere müssen spezielle Chromophore in der Polymermatrix in einem Orientierungsprozess ausgerichtet werden. Durch Relaxationsprozesse verlieren die Polymere ihre elektro-optischen Eigenschaften jedoch mit der Zeit. Dadurch sind die Anwendungsgebiete von elektro-optischen Modulatoren auf Polymer-Basis begrenzt. Obwohl thermo-optische Modulatoren bei weitem nicht so hohe Modulationsfrequenzen erreichen wie elektro-optische ist ihre Anwendung in der integrierten Optik von Interesse, z.B. als Schalter oder Router. Ein großer Nachteil von thermo-optischen Modulatoren ist ihr hoher Verbrauch elektrische Leistung bis zu 80 mW für ein einziges Bauteil. Die erreichbaren Änderungen des Brechungsindex sind sowohl für den elektro-optischen als auch für den thermo-optischen Effekt gering was sich in Bauteilgrößen von mehreren mm bis cm niederschlägt.Das Ziel dieser Dissertation ist, einen völlig neuen Ansatz für Wellenleiter-Modulatoren auf Polymer-Basis zu untersuchen und zu realisieren. Statt auf einer Änderung des Brechungsindex beruht der Ansatz auf einer Dickenänderung. In der Dissertation wird zuerst die Realisierbarkeit dieses Ansatzes theoretisch untersucht. Danach werden die Reaktionszeiten der elektrisch induzierten Dickenänderung und die möglichen Dickenänderungen experimentell untersucht. Im letzten Teil der Dissertation werden die Resultate einer ersten Realisierung des Bauteils präsentiert und diskutiert.

Zusammenfassung (Englisch)

In integrated optics there is sustained interest in polymeric components and devices - polymers are low-cost and fabrication is quite easy. A lot of work is done towards polymeric electro-optical and thermo-optical modulators and switches. Both types rely on a change in refractive index due to the electro-optic and the thermo-optic effect, respectively. For electro-optic polymers, special chromophores in the polymer-matrix have to be oriented in a poling process. Due to relaxation processes this orientation disappears with time, which means that electro-optic polymers are not stable with time. Thus the applications for polymer electro-optic modulators are limited. Although thermo-optical modulators do not reach as high modulation speed as electro-optical modulators there is a market for them in integrated optics e.g. in switching and routing. A big disadvantage of thermo-optical devices is the high electrical power consumption up to 80 mW for one single component. The achievable refractive index changes for the electro-optic as well as for the thermo-optic effect are quite small, resulting in device lengths of several mm to cm.The aim of this thesis is to investigate and to realize a completely new approach for polymeric waveguide modulators. This new approach relies on a thickness change instead of the change in refractive index. In the thesis first the feasibility of the approach is investigated theoretically. Then, the response times of the electrically induced thickness changes and the possible thickness changes are investigated experimentally. In the last part of the thesis results from a first realization of the device are presented and discussed.