Rare-earth doped aluminum oxide lasers for silicon photonics
Silikon fotonikler için nadir toprak elementi katkılı alüminyum oksit lazerler
- Tez No: 848966
- Danışmanlar: PROF. DR. LESLİE KOLODZİEJSKİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Massachusetts Institute of Technology
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Amorf Al2O3 bazlı aktif fotonik bileşenler için güvenilir ve CMOS-uyumlu bir çökeltme süreci geliştirilmiştir. Al2O3 filmler, süreç optimizasyonunun 250 C'de 8.5 nm/min çökeltme oranı ile gerçekleştirildiği durumda reaktif olarak püskürtülmüşlerdir. 1 µm2 alan üzerinde 0.3 nm yüzey pürüzlülüğü ile arka planda katkısız filmler için 0.1 dB/cm kadar düşük optik kayıplar elde edilmiştir. Aktif fotonik bileşenlerinin geliştirilmesi, katkılayıcılar olarak nadir toprak elementi metallerinin kullanılması ile sağlanmıştır. Alüminyum ve erbiyum hedefleri eş-püskürtülerek konsantrasyonlardaki Er katkılayıcıları 1.0x10^20 cm-3 sırasında Al2O3 host ortama eklenmiştir. Ortaya çıkan Er3+:Al2O3 filmleri karakterize edilmişlerdir ve bir 20 nm bant genişliği üzerinde 3 dB/cm'den yüksek emilim ölçülmüştür. Önemli gelişmeyi müteakip olarak dağıtılan Bragg yansıtıcı lazerler tasarlanmış ve bir CMOS dökümevinde imal edilmiştir. Bir Si3N4 dalga kılavuzunun bir tarafına ızgara uygulayarak lazer kavitesi oluşturulmuştur. Herhangi bir sonraki aşındırma adımlarına duyulan gereksinimi ortadan kaldırarak Si3N4 en üst katmanındaki SiO2 oyuklarına Er3+:Al2O3 çökeltilmiştir. Çip üzerindeki 3.9 µW lazer çıktısı 38.9 dB üzerinde bir kenar modu bastırma oranı ile 1533.4 nm dalga uzunluğunda kayıt altına alınmıştır.
Özet (Çeviri)
A reliable and CMOS-compatible deposition process for amorphous Al2O3 based active photonic components has been developed. Al2O3 films were reactively sputtered, where process optimization was achieved at a temperature of 250 C, with a deposition rate of 8.5 nm/min. With a surface roughness of 0.3 nm over a 1 µm2 area, background optical losses as low as 0.1 dB/cm were obtained for undoped films. The development of active photonics components has been realized by use of rare-earth metals as dopants. By co-sputtering aluminum and erbium targets, Er3+ dopants at concentrations on the order of 1.0x10^20 cm-3 have been added to the Al2O3 host medium. Resulting Er3+:Al2O3 films have been characterized, and over 3 dB/cm absorption has been measured over a 20 nm bandwidth. Following the material development, distributed Bragg reflector lasers were designed and fabricated in a CMOS foundry. The laser cavity was created by introducing gratings on either side of a Si3N4 waveguide. Er3+:Al2O3 was deposited in SiO2 trenches on top of the Si3N4 layer, eliminating the need for any subsequent etching steps. On-chip laser output of 3.9 µW has been recorded at a wavelength of 1533.4 nm, with a side mode suppression ratio over 38.9 dB.
Benzer Tezler
- La3Lu2Ga3O12: Cı3+: Nd3+ lazer kristallerinde sıcaklığın Cr3+-Nd3+ enerji transferine etkisi
Başlık çevirisi yok
GÜLEFŞAN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖNÜL ÖZEN
- Investigation of the luminescence processes and white light production from Nd3+ and Cr3+ doped metal oxide nano-powders
Nd3+ ve Cr3+ katkılı metal oksit nano-tozlarında lüminesans süreçlerinin araştırılması ve beyaz ışık üretimi
GÖKHAN BİLİR
Doktora
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ÖZEN
PROF. DR. BALDASSARE DI BARTOLO
- Grafen nano plaka takviyeli alümina-zirkonya kompozitlerinin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Investigation of microstructure, mechanical properties and cell viability of YSZ toughened alumina composites reinforced with graphene nano plates
DİLAN ALTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İPEK AKIN KARADAYI
- Çok katyonlu oksinitrür cam sistemlerinde B-fazının (Ln2SiA1O5N, Ln=Y-Sm; Y-Ce) kararlılığı
The stability of B-phase (Ln2SiA1O5N, Ln=Y-Sm; Y-Ce) in multi cation doped oxynitride glass systems
HİLMİ YURDAKUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Seramik MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN MANDAL
- Synthesis and characterization of lithium triborate by different synthesis methods and their thermoluminescent properties
Farklı sentez yöntemleri ile lityum triborat sentezi ve karakterizasyonu ve ısısal ışıldama özellikleri
TOLGA DEPCİ
Doktora
İngilizce
2009
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. GÜLHAN ÖZBAYOĞLU
YRD. DOÇ. DR. AYŞE YILMAZ