Microelectronics

Integrierte Optoelektronik: Wellenleiteroptik Photonik by Prof. Dr. Karl Joachim Ebeling (auth.)

By Prof. Dr. Karl Joachim Ebeling (auth.)

Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung optischer und elektronischer Bauelemente bem?ht guy sich verst?rkt, diese Elemente zu integrieren. Analog zur raschen Entwicklung integrierter Schaltkreise in der Mikroelektronik, zeichnet sich eine ?hnliche Entwicklung in der Integrierten Optoelektronik ab. Das Werk ist eine umfassende Darstellung der Wellenleiteroptik und Photonik in den Halbleitersystemen AlGaAs und InGaAsP. Die Grundlagen der Wellenausbreitung und der optisch-elektrischen Wandlung in Laserdioden und Photodioden werden ausf?hrlich behandelt. Der eingef?hrte einheitliche Formalismus wird benutzt, um aktuelle Entwicklungen eingehend zu diskutieren. Beispiele hierf?r sind Halbleiterlaser mit Quantenstruktur, durchstimmbare Laserdioden, Photodioden mit innerer Verst?rkung oder die monolithische Integration optischer und elektrischer Komponenten. Das Buch richtet sich an Studenten und in der Praxis stehende Ingenieure und Physiker, die sich mit integrierter Optik, optischer Nachrichtentechnik oder optischer Informationsverarbeitung befassen.

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7. 63 · 10- 4 T 2 /(T + elnP )J eV zu rechne n ist. 11) 2 Ausbreitung elektromagnetischer Wellen In diesem Kapitel behandeln wir die Grundlagen der Wellenausbreitung. Obwohl die abgeleiteten Beziehungen nicht fur spezielle Materialien gelten, richten wir unser Hauptinteresse auf III-V-Halbleitermaterialien. Von besonderer Bedeutung sind Frequenzen in der Nahe der Bandliicke, also bei AlGaAs Wellenlangen vom gelb-roten his zum nahen infraroten Spektralbereich und bei InGaAsP entsprechend auch im infraroten Bereich.

Durch die Totalreflexion an den Grenzflachen des Films bilden sich in :z:-Richtung stehende Wellen aus. Bei der Totalreflexion der in +:z:-Richtung laufenden Welle an der Grenzflache Film - Deckschicht wird die Lage der Knotenflache der Stehwelle, fiir die E = 0 gilt, bereits festgelegt. Eine konsistente Ausbreitung und Totalreflexion der in -:z:-Richtung laufenden Welle ist nur dann moglich, wenn deren Stehwellenfeld mit dem von der entgegengesetzt laufenden Welle erzeugten Stehwellenfeld genau zur Deckung kommt.

46) noch zusatzliche Terme hinzu, die zum Beispiel Hysterese-Verluste erfassen. Wenn kein Strom flieBt (j = 0), bestimmt die Energieflufidichte die zeitliche Anderung der Energiedichte. 46) hat die typische Form einer Kontinuitiitsgleichung, wobei -J · E als Generationsterm aufzufassen ist. Die Energiebilanz liifit sich auch fiir die komplexen Feldgrofien formulieren. Wir gehen aus von den komplexen Maxwell-Gleichungen fiir ein skalares Medium. Wir multiplizieren (2. 41) benutzt haben. 47) bezeichnet man als komplexes Poyntingsches Theorem.

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