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Hochvakuumbeschichtungsanlage

Subject Area Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
Term Funded in 2013
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 246256206
 
Final Report Year 2017

Final Report Abstract

Für die Herstellung dielektrischer Beschichtungen wurde eine Hochvakuumbeschichtungsanlage beschafft. Mit Hilfe dieser Anlagen können alternierende Schichtfolgen von hoch- und niedrigbrechenden Schichten auf verschiedenste Substrate, wie z.B. Glassubstrate für Filter und Spiegel oder direkt auf Probenendfacetten, aufgebracht werden. Zur Effizienzsteigerung werden auf Probenendfacetten Anti-Reflexionsbeschichtungen aufgebracht. Diese reduzieren Reflexionsverluste beim Übergang vom hochbrechenden Probenmaterial gegen Luft auf nahezu Null. Eine Erweiterung bei Frequenzkonvertern ist die Kombination von einer Anti-Reflexionsbeschichtung für die generierte Frequenz und eine hoch-reflektierende Beschichtung für die Pumpwellenlänge. Dies ermöglicht eine Pumpunterdrückung direkt an der Endfacette und bietet für integriert optische Bauelemente eine entscheidenden Vorteil im Hinblick auf Integrierbarkeit und Miniaturisierung. In Bezug auf Integrierbarkeit wurden Beschichtungen hergestellt, die einen Brechzahlsprung von Probe zu Glas berücksichtigen. Dies ermöglichte die nahezu reflexionsfreie Kopplung an Glasfasern. Zur Erzeugung von gequetschtem Licht wurde auf beide Endfacetten einer Probe eine reflektierende Beschichtung mit wohldefiniertem Reflexionsvermögen als auch mit angepasstem Phasensprung aufgebracht, die einen Resonator bilden. Zur Bestimmung der Linienbreite eines Lasers wurde ein Resonator bei einer Wellenlänge von 2,38 µm Wellenlänge aufgebaut. Die Resonatorspiegel wurden dabei selbst hergestellt, da für diesen Wellenlängenbereich keine kommerziellen Spiegel zur Verfügung stehen. Insbesondere bei Ultra-Kurzpulslasern kommt es an Spiegeln und anderen optischen Bauelementen zu einer Pulsverbreiterung (group delay dispersion GDD). Dieser Effekt konnte mit entsprechenden Beschichtungen minimiert (GDD=0) bzw. kompensiert (GDD <0) werden. Diese steht für maßgeschneiderte Endfacettenbeschichtungen nun zur Verfügung. Die Anlage komplementiert damit maßgeblich die Infrastruktur am Lehrstuhl und bildet den Abschluss der Bauelementfabrikation. Die neue Beschichtungsanlage führt zu einer wesentlichen Verbesserung der erreichbaren Qualität von integrierten Quantenbauelementen. Diese sind als Basis der Fabrikation für eine Vielzahl von Projekten relevant.

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