Faser-Chip-Koppler | Mehr Präzision und weniger Empfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen

Kleine und robuste auf photonisch-integrierten Schaltkreisen (PIC) basierende External Cavity Laser Diodes (ECDLs) spielen eine Schlüsselrolle in vielen Anwendungen der Quantentechnologie. Bisherige high-end Lasersysteme sind sehr groß und eignen sich nicht für den Einsatz außerhalb des Labors. Um die Integration von Quantentechnologien im Alltag zu ermöglichen, sind deutlich kleinere, einmodige und schmalbandige Diodenlaser mit einer präzisen und stabilen Verpackung der optischen Einzelkomponenten sowie eine justage- und verlustarme Faser-Chip-Kopplung notwendig. Herkömmliche Varianten der Faser-Chip-Kopplung wie Edge-Coupling oder Grating-Coupling sind nicht praktikabel, da entweder der Justageaufwand oder die Kopplungsverluste zu groß sind oder die Packages eine hohe Empfindlichkeit gegenüber äußeren thermischen Einflüssen aufweisen.

Mithilfe des SLE-Prozesses wird am Fraunhofer ILT ein dreidimensionaler hochpräziser Faser-Chip-Koppler aus Quarzglas als Schnittstellenkomponente gefertigt, der auf die Zieleigenschaften des ECDLs zugeschnitten ist. Der Bauraum des glasbasierten Faser-Chip-Kopplers kann durch den SLE-Prozess deutlich reduziert werden und so die Miniaturisierung der ECDLs ermöglichen. Gleichzeitig wird die Empfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen durch die monolithische Herstellung reduziert. Die hohe Präzision des Prozesses von etwa 1 μm verringert den Justageaufwand zudem deutlich.