DE102005042952B3

DE102005042952B3 - Mikroresonator für Anordnungen zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich

Info

Publication number: DE102005042952B3
Application number: DE200510042952
Authority: DE
Inventors: Vadim Lyssenko; Robert Gehlhaar; Hartmut FRÖB; Karl Leo; Kai Schmidt
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-06

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mikroresonator für Anordnungen zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Frequenzen im Terahertz-Bereich, sandwichartig bestehend aus zwei mehrfach eben geschichteten Spiegeln und einer zwischen den Spiegeln angeordneten ebenen Resonatorschicht. DOLLAR A Die Aufgabe besteht darin, einen Mikroresonator für Anordnungen zur Intensitätsmodulation auf einfache Weise und kostengünstig herstellen zu können. Ebenso sollen die Transmissionslinien einen geringeren Abstand und eine geringere Halbwertbreite aufweisen. Es soll auch mit dem Mikroresonator in der Anordnung eine Realisierung aus wenigen und monolithisch integrierbaren optischen Bauelementen erfolgen sowie eine Stabilität gegen Temperaturschwankungen oder mechanischen Verformungen gewährleistet werden. DOLLAR A Die Lösung besteht darin, dass in mindestens einer der den Mikroresonator (21) bildenden ebenen Schichten (50, 52) mindestens eines Spiegels (11', 12') eine optische Anisotropie vorhanden ist, durch die sich innerhalb des Stop-Bandes (51) zwei senkrecht zueinander polarisierte Transmissionslinien (15, 16) ausbilden, die derart spektral beabstandet vorgebbar sind, dass sich ihre Modulationsfrequenz im Terahertz-Bereich befindet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikroresonator für Anordnungen zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich, der sandwichartig aus zwei mehrfach eben geschichteten Spiegeln und einer zwischen den Spiegeln angeordneten ebenen Resonatorschicht besteht.

Es ist ein Mikroresonator in der Druckschrift WO 01/05001 A1 beschrieben, wobei der Mikroresonator eine optisch aktive Schicht enthält, die bei der Resonanzwellenlänge sowohl emittiert als auch absorbiert. Die Absorption der Resonatorschicht ist ein sehr wichtiger Parameter. Bei genügend hoher Absorption kann es in der aktiven Schicht zu einer starken Kopplung zwischen Licht und dem Material, aus dem die Schicht besteht, kommen, in deren Folge sich zwei Resonanzen ausbilden, deren Frequenzabstände in Giga- oder Tetrahertzbereich liegen. Die beiden Moden können für eine Modulation verwendet werden.

Es ist des Weiteren ein optischer Schalter in Form eines Mikroresonators in der Druckschrift WO 01/75513 A1 beschrieben, dessen optisch aktive Resonatorschicht durch Licht hoher Intensität gepumpt wird. Mit der durch den Pumpvorgang erzeugten Änderung der optischen Eigenschaften dieser Schicht verschiebt sich die Wellenlänge der Resonanz. Der Schaltvorgang soll mit Frequenzen bis in den Tetrahertz-Bereich betrieben werden können.

Probleme bestehen darin, dass in beiden Mikroresonatoren jeweils für Änderungen der optischen Eigenschaften einer Schicht eine hohe Intensität der einfallenden Strahlen erforderlich ist. Auch sind in beiden Druckschriften von der Polarisationsrichtung unabhängige Moden vorhanden.

Eine Anordnung zur Erzeugung von Laserstrahlung mit zwei geringfügig unterschiedlichen Wellenlängen im Terahertz-Bereich ist in der Druckschrift: Four-wave mixing and direct terahertz emission with two-color semiconductor lasers, Applied Physics Letters, Volume 84, Nr.18, 2004, S.3585–3587, beschrieben, wobei die Anordnung auf einem Littman-Resonator beruht. Der Littman-Resonator 1 in 1 besteht aus

– einer Laserdiode 2,
– einem Beugungsgitter 3,
– einem Linsensystem 4 und
– einem Endspiegel 5 mit zwei variierenden, zueinander schräg geneigten Reflexionsbereichen 6, 7.

Wie in 1 gezeigt ist, trifft der Strahl 8 der Laserdiode 2 auf das Beugungsgitter 3, wobei das Licht der nullten Beugungsordnung den Littman-Resonator 1 verlässt und das Licht 9 der ersten Beugungsordnung nach Parallelisierung durch das Linsensystem 4 senkrecht und spektral zerlegt auf den Endspiegel 5 trifft. Auf dem Endspiegel 5 befinden sich die beiden Reflexionsbereiche 6, 7 mit hinreichend großer Reflexion, deren lateraler Abstand und damit der spektrale Abstand der reflektierten Wellenlängen variiert werden kann. Für die beiden Wellenlängen erfolgt im Littman-Resonator 1 eine Verstärkung, deren Laserstrahlung am Beugungsgitter 3 in der nullten Beugungsordnung ausgekoppelt ist. Am Ausgang werden zwei parallel polarisierte Maxima der Laseremission mit geringfügig verschiedenen Wellenlängen, deren Frequenzdifferenz im Terahertz-Bereich liegt, gemessen.

Das Problem besteht darin, dass nur durch einen aufwändigen eingebauten Bauelementeeinsatz nach dem Austritt aus dem Littman-Resonator eine Modulationsfrequenz im Terahertz-Bereich erreicht werden kann. Ein weiteres Problem besteht in dem großen Platzbedarf infolge eines relativ großen Volumens des Littman-Resonators.

Des Weiteren ist ein Mikroresonator 10 mit einem Schichtaufbau in der Druckschrift: Spontaneous emission and laser oscillati on in microwaves, CRC Press, Boca Raton, 1995 beschrieben, in dem dessen Transmissions-Eigenschaften dargestellt sind. Dazu sind in 2 der Schichtaufbau und die Eigenschaften des Mikroresonators 10 gezeigt, wobei 2a einen schematischen Aufbau der verwendeten Struktur, 2b das Transmissionsspektrum des Mikroresonators 10 in einer Übersicht und 2c einen Ausschnitt aus dem Stop-Band 51 mit der Transmissionslinie 14 darstellen. Der Mikroresonator 10 in 2b besteht aus zwei jeweils äußeren mehrfach paarig mit einem niedrigbrechenden und einem höherbrechenden Dielektrikum geschichteten dielektrischen Spiegeln 11, 12, zwischen denen sandwichartig mittig eine Resonatorschicht 13 angeordnet ist. Jeweils außen in den Spiegeln 11, 12 sind eine Grundschicht 17 und eine Deckschicht 18 aus höherbrechendem Material als Abschlussschicht integriert vorhanden.

Der Mikroresonator 10 besteht dabei aus einer in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Resonatorschicht 13 mit einer optischen Dicke, die ungefähr ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge, bei der die Transmissionslinie 14, auch als Resonatormode bezeichnet, liegt, und aus den beiden Spiegeln 11, 12, deren Bereich maximaler Reflexion bei Betrachtung als Einzelbauelement die Wellenlänge der Transmissionslinie (Tranmissionswellenlänge) 14 einschließt.

In 2a bestehen die Grundschicht 17 und die Deckschicht 18 aus TiO₂ und die innen befindlichen paarigen Schichten jeweils aus SiO₂ und TiO₂. Der Mikroresonator 10 weist in seiner gesamten Struktur eine Isotropie auf, d.h. in allen Richtungen ist die gleiche Brechzahl vorhanden, die z.B. in der Herstellung durch eine der Resonatorschichtnormalen parallel gerichteten Aufdampfung im Hochvakuum entsteht. Es wird nur eine Transmis sionslinie 14 mit einer Halbwertsbreite (eng. FWHM) von ca. 2,2 nm erhalten, wie in 2c gezeigt ist.

Wie in 2b und 2c gezeigt ist, befindet sich innerhalb des Stop-Bandes 51 die Transmissionslinie 14 bei einer Wellenlänge von ca. 700 nm. Die Wellenlänge der Transmissionslinie 14 hängt von den Eigenschaften des Mikroresonators 10 ab. Die Güte des Mikroresonators 10 wird durch den Qualitätsfaktor Q beschrieben, wobei Q ein Maß für die spektrale Breite Δλ der Transmissionswellenlänge λ nach Gleichung Q = λ/Δλ (I)ist.

Der Qualitätsfaktor hängt somit von der Qualität der verwendeten Schichten – von der Transparenz, der Homogenität, der Rauhigkeit der Grenzflächen und anderen Parametern – und bei einem Vorhandensein von dielektrischen Spiegeln von der Anzahl der verwendeten Schichtpaare pro Spiegel 11, 12 ab.

Die angegebene Anordnung zur Intensitätsmodulation enthält im Wesentlichen einen Laser, den ebenen isotropen Mikroresonator und einen Polarisator, die jeweils voneinander getrennte Bauelemente darstellen und relativ viel Raum benötigen.

Es ist eine Anordnung zur Erzeugung von Laser-Emissionslinien in der Druckschrift: Influence of the orientation of liquid crystalline poly(9,9-diotylfluorene) on its lasing properties in an planar microcavity, Applied Physics Letters, Volume 80, Nr. 22, 20032, S.4088–4090 mit einem Laser und einem Polarisator beschrieben, zwischen denen ein Mikroresonator eingesetzt ist, der als Resonatorschicht ein eingebrachtes, organisches Material aufweist, in dem ein Lasermedium mit einer Besetzungsinversion vorhanden ist und das eine optische Anisotropie in der Resonatorschichtebene aufweist. Die ebene Resonatorschicht ist einerseits von einem Aluminium-Spiegel und andererseits von einem Spiegel aus mehreren Schichten unterschiedlicher Brechzahlen umgeben. Die Spiegel zu beiden Seiten der anisotropen Resonatorschicht sind jeweils isotrop ausgebildet. Wird das organische Material bei einer vorgegebenen Wellenlänge und oberhalb der Schwellenleistung optisch gepumpt, ergeben sich zwei senkrecht zueinander polarisierte Laser-Emissionslinien:

– die eine der Laser-Emissionslinien hat eine Wellenlänge von 449 nm und ist senkrecht zur Ausbreitungsrichtung polarisiert, und
– die andere der Laser-Emissionslinen hat eine Wellenlänge von 481 nm und ist ebenfalls senkrecht zur Ausbreitungsrichtung und senkrecht zur Wellenlänge von 449 nm polarisiert.

Das Problem besteht darin, dass der Abstand der beiden Laser-Emissionslinien 32 nm beträgt und damit sehr hoch ist. Es ergeben sich auch große Halbwertsbreiten (engl. FWHM). Bei einer Modulation der beiden zugehörigen Frequenzen mittels eines Polarisators wird eine Modulationsfrequenz erreicht, die wesentlich von den Frequenzen des Terahertz-Bereiches entfernt liegen.

Es treten folgende Nachteile auf:
Zum Ersten ist das Zusammenfügen der zugehörigen Bauelemente auf Grund der oft sehr kritischen Dimensionen zeit- und kostenaufwendig,
zum Zweiten ist die Stabilität einer solchen Anordnung – Laser, Mikroresonator, Polarisator – gegen Temperaturschwankungen oder mechanischer Verformung unter Umständen beschränkt, und
zum Dritten wird der Einsatz des Mikroresonators als Komponente in miniaturisierten Anordnungen zumindest erheblich erschwert.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Mikroresonator für Anordnungen zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich anzugeben, der derart geeignet ausgebildet ist, dass er auf einfache Weise und kostengünstig hergestellt werden kann. Ebenso sollen die Transmissionslinien einen geringeren Abstand und eine geringere Halbwertbreite aufweisen. Es soll auch mit dem Mikroresonator in der Anordnung eine Realisierung aus wenigen und monolithisch integrierbaren optischen Bauelementen erfolgen sowie eine Stabilität gegen Temperaturschwankungen oder mechanischen Verformungen gewährleistet werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1,9 und 13 gelöst.

In dem Mikroresonator für Anordnungen zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich, der sandwichartig aus zwei mehrfach eben geschichteten Spiegeln und einer zwischen den Spiegeln mittig angeordneten ebenen Resonatorschicht besteht, ist
gemäß dem Kennzeichenteil des Anspruchs 1
in mindestens einer der den ebenen Mikroresonator bildenden Schichten mindestens eines Spiegels eine optische Anisotropie vorhanden, durch die sich innerhalb des Stop-Bandes zwei senkrecht zueinander polarisierte Transmissionslinien ausbilden, die derart spektral beabstandet vorgebbar sind, dass sich ihre Modulationsfrequenz im Terahertz-Bereich befindet.

Die optische Anisotropie in den ebenen Schichten kann durch eine strukturelle Anisotropie herbeigeführt sein.

Die strukturelle Anisotropie kann durch eine einen vorgegebenen Neigungswinkel zur Normalen (längsaxial gerichtet) des Mikroresonators geneigt gerichtete schichtenweise Aufdampfung von z.B. unterschiedlichen dielektrischen Materialien entstehen.

Die Spiegel können aus dielektrischem Material beispielsweise mit säulenartiger Struktur und/oder aus mindestens einer Metallschicht gebildet sein.

Die optische Anisotropie und damit der geringe Abstand der spektral beabstandeten Transmissionslinien können in vorgegebenen Grenzen der strukturellen Anisotropie durch den Herstellungsprozess eingestellt werden.

Die Resonatorschicht kann wahlweise isotrop oder anisotrop ausgebildet sein.

Es ist vorgesehen, eine Linienbreite der unterschiedlich polarisierten Transmissionslinien zu erreichen, die vergleichbar der oder kleiner als der Abstand der Wellenlänge beider Transmissionslinien ist.

Eine äußere Schicht – die Grundschicht oder die Deckschicht – eines der beiden Spiegel kann mit einem optischen Element oder Träger-Substrat in Verbindung stehen, auf das die Beschichtung – z.B. das Aufdampfen im Vakuum – erfolgt.

Das Verfahren zur Herstellung eines Mikroresonators auf einem tragenden Substrat, wobei der Mikroresonator sandwichartig aus zwei mehrfach eben geschichteten Spiegeln und einer zwischen den Spiegeln mittig angeordneten ebenen Resonatorschicht besteht, wobei die Spiegelschichten nacheinander in Folge auf das Substrat aufgebracht werden,
weist gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 9, folgende Schritte auf:

– Aufbringen einer Grundschicht eines ersten Spiegels auf ein Substrat,
– Herstellen des ersten Spiegels, bestehend aus einer Folge von Schichten aus im vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Materialien mit abwechselnd größerer und kleinerer Brechzahl und jeweils einer optischen Dicke von einem Viertel einer vorgegebenen Transmissionswellenlänge, wobei die zugehörige Grundschicht aus dem höherbrechenden Material besteht,
– Aufbringen einer Resonatorschicht auf den ersten Spiegel, wobei die Brechzahl der Resonatorschicht kleiner als die des höherbrechenden Materials ist, bestehend aus einem der vorgegebenen Transmissionswellenlänge ebenfalls transparenten Material,
– Aufbringen eines zweiten Spiegels, bestehend aus einer Folge von Schichten aus im vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Materialien mit abwechselnd größerer und kleinerer Brechzahl und jeweils einer optischen Dicke von einem Viertel der vorgegebenen Transmissionswellenlänge, und
– Aufbringen einer den zweiten Spiegel abschließenden Deckschicht aus dem höherbrechenden Material,

wobei mindestens eine der Spiegelschichten mit einer strukturellen, zur optischen Anisotropie führenden Anisotropie versehen wird.

Die strukturelle Anisotropie wird durch eine Aufdampfung der Spiegel in einer bestimmten Richtung geneigt zur Normalen der Oberfläche eine Träger-Substrats oder optischen Elements herbeigeführt, indem z.B. bei dielektrischen Materialien dadurch ein säulenartiges Wachstum mit einer Orientierung geneigt zur Oberfläche und damit zu unterschiedlichen Brechzahlen – zur optischen Anisotropie – in verschiedenen Richtungen in der Mikroresonator-Ebene erreicht wird.

Als dielektrischen Materialien sind SiO₂ (niedrigbrechend) und TiO₂ (hochbrechend) zum Aufdampfen vorgesehen.

In der Anordnung zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich kann ein Laser und/oder ein Polarisator sowie ein ebener Mikroresonator enthalten sein, der sandwichartig aus zwei mehrfach eben geschichteten Spiegeln und einer zwischen den Spiegeln mittig angeordneten ebenen Resonatorschicht besteht, wobei die Schichten nacheinander in Folge auf das Substrat aufgebracht werden und mindestens eine der Spiegelschicht anisotropisch ist,
ist gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 13
der anisotrop ausgebildete Mikroresonator mit dem Laser und/oder dem Polarisator verbunden ist, wobei sich zwei senkrecht zueinander polarisierten Transmissionslinien derart ausbilden, dass eine Intensitätsmodulation durch Überlagerung der beiden Transmissionslinien erzeugbar ist.

Der Mikroresonator kann dabei direkt auf einem Polarisator derart aufgebaut sein, dass die Transmissionslinien gemischt werden.

Der Mikroresonator kann auch direkt auf einem Laser derart aufgebaut sein, dass beide Transmissionslinien angeregt werden.

Die Resonatorschicht des Mikroresonators kann aus einem Lasermedium bestehen, dessen Emissionswellenlänge die Transmissionslinien einschließt.

Die zugehörige Pumpwellenlänge des Lasermediums kann sich außerhalb des Stop-Bandes des Mikroresonators befinden.

Die Pumpwellenlänge des Lasermediums kann in einer anderen Ausführung optisch mindestens einer Wellenlänge der sich in der Ebene der Resonatorschicht ausbreitenden Transmissionslinien innerhalb des Stop-Bandes entsprechen.

Letztlich kann eine strahlungsabgebende Aktivierung des Lasermediums mit elektrischen Mitteln erreichbar sein.

Die Verwendung des Mikroresonators und der zugehörigen Anordnung zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich kann zur Erzeugung von Taktfrequenzen optischer Computer vorgesehen sein.

Das Verfahren zur Herstellung eines Mikroresonators insbesondere mit dielektrischen Spiegeln besteht darin, dass zunächst ein erster dielektrischer Spiegel, bestehend aus einer Folge von Schichten aus im vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Materialien mit abwechselnd größerer und kleinerer Brechzahl und jeweils einer optischen Dicke von einem Viertel der Transmissionswellenlänge auf dem vorgesehenen Substrat hergestellt wird, wobei die Grundschicht des ersten Spiegels aus dem höherbrechenden Material besteht. Danach wird aus einem der Transmissionswellenlänge ebenfalls transparenten Material eine Resonatorschicht, deren Brechzahl kleiner als die des höherbrechenden Materials ist, aufgebracht und auf die Resonatorschicht wiederum. als zweiter dielektrischer Spiegel analog dem ersten Spiegel.

Durch Aufbringen des zweiten Spiegels, bestehend aus einer Folge von Schichten aus im vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Materialien mit abwechselnd größerer und kleinerer Brechzahl und jeweils einer optischen Dicke von einem Viertel der Transmissionswellenlänge, und durch Aufbringen einer Deckschicht des zweiten Spiegels aus dem höherbrechenden Material als Abschluss des zweiten Spiegels, wobei mindestens eine der Spiegelschichten ist mit einer strukturellen Anisotropie versehen wird, die zur optischen Anisotropie führt, wird der anisotropen Mikroresonator vervollständigt.

Die optische Anisotropie entsteht dadurch, dass die strukturelle Anisotropie durch eine Aufdampfung in einer bestimmten Richtung nicht senkrecht zur Oberfläche, sondern unter einem davon abweichenden vorgegebenen Aufdampfwinkel α erfolgt, was bei geeigneten Materialien wie z.B. SiO₂ (niedrigbrechend) und TiO₂ (hochbrechend) zu einem säulenartigen Wachstum mit einer Säulen-Orientierung nicht senkrecht zur Oberfläche und damit zu unterschiedlichen Brechzahlen in verschiedenen Richtungen in der Mikroresonator-Ebene führt. Der so hergestellte Mikroresonator weist innerhalb eines bestimmten Wellenlängenintervalls ein Transmissionsspektrum für einen auftreffenden Strahl auf, das aus zwei zueinander senkrecht polarisierten Transmissionslinien kleiner Halbwertsbreite mit kleiner Wellenlängendifferenz und unterschiedlichem Maximum besteht.

Der Mikroresonator kann als zentrales Bauelement in der Anordnung zur Intensitätsmodulation nämlich als eine Aufeinanderfolge aus dünnen Schichten bestimmter Dicken und Brechzahlen mit einer Gesamtdicke von einigen Mikrometern z.B. als Film, mit sehr hoher Güte und einer vorgegebenen optischen Anisotropie der Spiegel in der Schichtebene eingesetzt sein.

Der Mikroresonator kann wie oben geschrieben auch entweder auf einem separaten Substrat, z.B. einem Glassubstrat, auf einem nachgeschalteten Bauelement – z.B. dem Polarisator – oder aber direkt auf einer Strahlungsquelle – dem Laser – aufgebracht oder integriert angeordnet sein. Von dem Glassubstrat kann der Mikroresonator gelöst werden und selbständig als Bauelement existieren.

Die Überlagerung der beiden senkrecht zueinander polarisierten Transmissionslinien geringer Wellenlängendifferenz, die den anisotropen Mikroresonator, der die vorgegebene optische Anisotropie der Spiegel aufweist, verlassen, kann derart erfolgen, dass die Transmissionslinien durch den Polarisator, zu einer Schwebung überlagert werden. Dabei kann der Polarisator so orientiert sein, dass beide Transmissionslinien mit vorzugsweise gleicher Intensität transmittieren können.

Die Modulationsfrequenz hängt von dem Wellenlängenabstand, der einer bestimmten Frequenzdifferenz der Transmissionslinien entspricht, ab und kann durch die variierbare strukturelle Anisotropie der Spiegel des Mikroresonators und somit durch die variierbare optischen Anisotropie vorgegeben werden.

Dabei kann die Anordnung zur Intensitätsmodulation aus dem Mikroresonator und dem Polarisator auch so aufgebaut sein, dass sie als Filter für die Strahlung einer externen kontinuierlichen Strahlungsquelle dient, die dann moduliert wird, oder sie kann innerhalb des Mikroresonators selbst ein Lasermedium enthalten, so dass sie nach z.B. auch optischem Pumpen eine modulierte Strahlung mit Frequenzen im Terahertz-Bereich emittiert.

Weiterbildungen und spezielle Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mittels mehrerer Zeichnungen im Vergleich zu den vordem beschriebenen Zeichnungen zum Stand der Technik näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einem Littman-Resonator aus Einzelbauelementen zur Aufspaltung einer Laserlinie in zwei Linien geringen spektralen Abstandes im Terahertz-Bereich nach dem Stand der Technik,
2 eine Darstellung eines Mikroresonators nach dem Stand der Technik, wobei
2a einen schematischen Aufbau,
2b das Transmissionsspektrum des Mikroresonators mit Stop-Band und Transmissionslinie und
2c einen Ausschnitt aus dem Stop-Band mit der Transmissionslinie darstellen,
3 eine perspektivische Darstellung eines Mikroresonators,
4 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts eines Mikroresonators auf einem Glassubstrat mit geneigter Aufdampfungsrichtung zur Herstellung anisotroper Schichten,
5 eine Darstellung des Transmissionsspektrums des Mikroresonators mit zwei spektralen, zueinander senkrecht polarisierten Transmissionslinien und einer Schwebung als Ergebnis einer Intensitätsmodulation,
6 eine Darstellung der Intensitätsmodulation der Strahlung für eine Polarisationsrichtung mit einem Polarisationswinkel von 0° in 6a und für eine Polarisationsrichtung mit einem Polarisationswinkel von 45° in 6b und
7 eine schematische Darstellung des Messaufbaus zur Detektion der Intensitätsmodulation mittels einer Überlagerungstechnik mit dem Mikroresonator.
Die 3, 4 werden im Folgenden gemeinsam betrachtet. Bei der nachfolgenden Erläuterung werden für gleiche Elemente mit gleichen Funktionen Bezugszeichen eingesetzt, die sich an die Bezugszeichen des Standes der Technik anlehnen bzw. mit ihnen übereinstimmen.
Der in 3, 4 dargestellte erfindungsgemäße zweite Mikroresonator 21 für Anordnungen zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit einer Modulationsfrequenz im Terahertz-Bereich besteht sandwichartig aus zwei jeweils äußeren mehrfach paarig eben geschichteten dielektrischen Spiegeln 11', 12' und aus einer zwischen den Spiegeln 11', 12' angeordneten ebenen Resonatorschicht 13'.
Erfindungsgemäß ist, wie in 4 gezeigt ist, in mindestens einer der den Mikroresonator 21 bildenden ebenen Schichten 50, 52 mindestens eines Spiegels 11', 12' eine optische Anisotropie vorhanden ist, durch die sich innerhalb des Stop-Bandes 51 zwei senkrecht zueinander polarisierte Transmissionslinien 15, 16 ausbilden, die derart spektral beabstandet sind, dass sich die zu einer Schwebung 32 zugehörige Modulationsfrequenz beider Transmissionslinien 15, 16 im Terahertz-Bereich befindet, wie in 5 gezeigt ist.
Dabei ist eine Linienbreite der unterschiedlich polarisierten Transmissionslinien 15, 16 erreichbar, die vergleichbar der oder kleiner als der Abstand der Wellenlänge beider Transmissionslinien 15, 16 ist.
Die optische Anisotropie und damit der spektrale Abstand der Transmissionslinien 15, 16 sind in vorgegebenen Grenzen durch den Herstellungsprozess insbesondere bezüglich der Ausbildung einer strukturellen Anisotropie vorgebbar.
Eine äußere Schicht – eine Grundschicht 17 oder eine Deckschicht 18 – eines der beiden Spiegel 11', 12' kann mit einem tragenden optischen Element in Verbindung stehen, auf das die Beschichtung – das Aufdampfen im Vakuum – erfolgt.
Der Mikroresonator 21 als zentrales Bauelement der Anordnung zur Intensitätsmodulation besteht demnach aus einer Aufeinan derfolge dünner Schichten mit einer Gesamtdicke von etwa in der Größenordnung oder einer Größenordnung mehr als der Wellenlänge der vorhandenen Strahlung, indem die Strahlung einer vorgegebenen Wellenlänge derart entweder manipuliert oder selbst emittiert werden kann, dass die Intensität der die Anordnung verlassenden Strahlung mit einer hohen Frequenz im THz-Bereich moduliert ist. Wie beschrieben, sind sowohl die spektrale Lage der Transmissionslinien als auch die Modulationsfrequenz im Terahertz-Bereich durch die Wahl von Materialien und Schichtdicken sowie von Herstellungsbedingungen einstellbar.
In einem speziellen Verfahren zur Herstellung eines Mikroresonators 21 wird der Mikroresonator 21 unter Hochvakuumbedingungen bei einem Basisdruck von 2 × 10^–6 mbar und einem Sauerstoffpartialdruck von 2 × 10^–9 mbar mittels reaktiver Elektronenstrahlverdampfung durch abwechselndes Aufdampfen von Schichten aus Siliziumdioxid (SiO₂ – niedrigbrechend) und Titandioxid (TiO₂ – hochbrechend) auf ein tragendes Glassubstrat 40 erzeugt, wie in 4 gezeigt ist. Das Glassubstrat 40 wird dabei so im Rezipienten befestigt, dass zwischen der Aufdampfrichtung 41 und der Glassubstratnormalen 42 ein Aufdampfwinkel α von z.B. 30° gebildet wird. Der Mikroresonator 21 besteht nach dem Ende der Aufdampfung aus zwei identischen dielektrischen Spiegeln 11', 12' und einer Resonatorschicht 13. Die Spiegel 11', 12' setzen sich aus einer 92,1 nm dicken Schicht TiO₂ und acht Paaren von jeweils 134,4 nm dicken Schichten SiO₂ und 92,1 nm TiO₂ zusammen. Der erste dielektrische Spiegel 11' und der zweite dielektrische Spiegel 12' bestehen demnach jeweils aus siebzehn Einzelschichten, wie in 4 gezeigt ist, wobei die erste Schicht – die Grundschicht 17 – des ersten Spiegels 11' und die letzte Schicht – die Deckschicht 18 – des zweiten Spiegels 11' aus dem höherbrechenden TiO₂ gebildet werden. Zwischen den beiden Spiegeln 11', 12' befindet sich in der aufgedampften Struktur eine 268,8 nm dicke Schicht SiO₂ als Resonatorschicht 13'. Der Mikroresonator 21 setzt sich somit aus insgesamt fünfunddreißig einzeln aufgedampften Schichten zusammen und hat eine Gesamtdicke von 4,08 μm (ohne Glassubstrat 40). Die Aufdampfrate beträgt bei allen Schichten 0,2 nm/s. Durch die Beibehaltung des Aufdampfwinkels α = 30° während des gesamten Aufdampfvorgangs sind nicht nur die Spiegelschichten 50, 52, stellvertretend genannt für alle anderen Spiegelschichten, sondern auch die Resonatorschicht 13' anisotrop.
Innerhalb der dielektrischen Einzelschichten 50, 52 besteht somit eine strukturelle Anisotropie, die zur optischen Anisotropie führt, die z.B. auf ein schräges Wachstum von säulenartigen Strukturen der Dielektrika SiO₂ und TiO₂ während des Aufdampfens zurückzuführen ist.
Wie in 6 gezeigt ist, ergibt sich bei Erfassung nur einer Transmissionslinie bei einer Polarisationsrichtung mit einem Polarisationswinkel von 0° ein einfacher exponentieller Intensitätsabfall, der aus einem ultrakurzen Laserpuls und einer Zeitabhängigkeit der Transmission durch den Mikroresonator 21 resultiert. Bei Erfassung des überlagerten Signals bei einer Polarisationsrichtung mit einem Polarisationswinkel von 45° ist dieser Intensitätsabfall zusätzlich mit einer Modulationsfrequenz von 1,4 THz moduliert, wobei sich bei einer Wellenlänge von etwa 390 nm exponentiell abklingende Maxima des ultrakurzen Laserpulses ausbilden kann.
Werden die den Mikroresonator 21 verlassenden Transmissionslinien 15, 16 geringfügiger Wellenlängendifferenz und ungleicher Polarisation z.B. mit dem nachgeordneten Polarisator 22 überlagert, so entsteht durch Schwebung 32 die Intensitätsmodulation.
Die Überlagerung der beiden senkrecht zueinander polarisierten Transmissionslinien 15, 16 kann derart erfolgen, dass die zwei ungleich polarisierten Transmissionslinien 15, 16 geringen Wellenlängenabstandes, die den Mikroresonator 21, der die vorgegebene optische Anisotropie der Spiegel 11', 12' aufweist, verlassen, durch den Polarisator 22, der so orientiert ist, dass beide Transmissionslinien 15, 16 mit vorzugsweise gleicher Intensität transmittiert werden, überlagert werden.
Bei der Überlagerung entsteht durch Schwebung 32, wie in 5 gezeigt ist, die angestrebte Intensitätsmodulation. Die Modulationsfrequenz hängt von dem Wellenlängenabstand, der einer bestimmten Frequenzdifferenz entspricht, der Transmissionslinien 15, 16 ab und kann durch die optische Anisotropie der Spiegel 11', 12' des Mikroresonators 21 eingestellt werden.
Eine Anordnung 20 zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich, wie in 7 gezeigt ist, enthält einen Laser 2 und einen Polarisator 22 sowie den ebenen erfindungsgemäßen Mikroresonator 21, der allein angeordnet oder wahlweise mit dem Laser 2 oder dem Polarisator 22 verbunden sein kann, wobei sich zumindest zwei Transmissionslinien 15, 16 derart ausbilden können, dass eine Intensitätsmodulation durch Überlagerung der beiden Transmissionslinien 15, 16 erzeugbar ist.
In einer ersten Ausführungsform der Anordnung zur Intensitätsmodulation kann, wie in 7 gezeigt ist, die Anordnung 20 aus einem Polarisator 22 und aus dem Mikroresonator 21, der durch Bedampfung im Hochvakuum hergestellt werden kann, realisiert sein.
Der Mikroresonator 21 kann mit dem Polarisator 22 derart kombiniert sein, dass der Polarisator 22 selbst die Transmissionslinien 15, 16 des Mikroresonators 21 mit etwa gleicher Intensität transmittieren lässt.
Der Polarisator 22 kann dabei das Träger-Substrat für den Mikroresonator 21 darstellen. Dadurch entsteht ein Bauelement, das die Intensität eines Laserstrahles mit vorgegebener Wellenlänge und Polarisation in der angestrebten Weise moduliert.
Unter anderem kann der Mikroresonator 21 auch eingesetzt sein, um die Intensität der Strahlung einer Laserdiode mit sehr hoher Frequenz zu modulieren oder eine auf dem dem Mikroresonator 21 beruhende Anordnung zur Intensitätsmodulation kann nach Anregung selbst Laserstrahlen 8 emittieren.
Der Mikroresonator 21 kann aber auch direkt auf einem Laser 2 derart aufgebaut ist, dass beide Tranmissionslinien 15, 16 als Emissionslinien angeregt werden.
Die Resonatorschicht 13' des Mikroresonators 21 kann dabei aus einem Lasermedium bestehen, dessen Emissionswellenlänge die Transmissionslinien 15, 16 einschließt.
Die Pumpwellenlänge des Lasermediums kann sich einerseits außerhalb des Stop-Bandes 51 des Mikroresonators 21 befinden.
Andererseits kann die Pumpwellenlänge des Lasermediums optisch mindestens einer Wellenlänge der sich in der Ebene der Resonatorschicht 13' ausbreitenden Transmissionslinien 15, 16 innerhalb des Stop-Bandes 51 entsprechen.
Ebenso kann eine strahlungsabgebende Aktivierung des Lasermediums mit elektrischen Mitteln erreichbar sein.
Vorzugsweise kann eine Verwendung des Mikroresonators 21 und der zugehörigen Anordnung 20 zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich zur Erzeugung von Taktfrequenzen optischer Computer erfolgen.
Eine zweite Ausführungsform kann anstelle der passiven Resonatorschicht 13' ein Lasermedium enthalten. Das als Resonatorschicht 13' dienende Lasermedium, dessen Brechzahl kleiner als die des höherbrechenden Materials ist und das aus einem als Matrix dienenden Farbstoff mit einer Absorption außerhalb des Stop-Bandes 51 des Mikroresonators 21, dotiert mit einem geeigneten Emitter-Material, bestehen kann, wird ebenfalls im Hochvakuum aufgedampft und kann optisch isotrop sein. Dabei weisen die Emission des Matrix-Materials und die Absorption des Emitter-Materials eine Überschneidung auf, und das Emissionsspektrum des Emitter-Materials schließt die Transmissionslinien 15, 16 ein. Die erforderliche Realisierbarkeit einer Besetzungsinversion im Lasermedium wird durch die Einbringung zweier Farbstoffe mit einer Energieübertragung von der Matrix auf den Emitter gewährleistet. Wird nun das Lasermedium mit einer vorgegebenen Wellenlänge, die außerhalb des Stop-Bandes 51 des Mikroresonators 21 liegt und bei der die Matrix absorbiert, optisch, z.B. auch kontinuierlich gepumpt, so wird nach dem Polarisator 22 ein linear polarisierter Laserstrahl mit einer Modulationsfrequenz, die der Schwebungsfrequenz der Überlagerung beider Transmissionslinien 15, 16 entspricht, erfasst.
Als Lasermedium kann anstelle der zwischen den anisotropen dielektrischen Spiegeln eingeschlossenen Farbstoff-Mischschicht ein durch Anlegen einer Spannung der Lichtemission angeregtes Schichtsystem verwendet werden. Der Vorteil dieser Anordnung kann darin bestehen, dass anstelle des optischen Pumpens direkt elektrisch gepumpt werden kann.
In einer dritten Ausführungsform kann ein Mikroresonator 21 analog der ersten Ausführungsform direkt auf die Laserdiode 2, deren Emissionspektrum die beiden Transmissionslinien 15, 16 des Mikroresonators abdeckt und deren Polarisation so orientiert ist, dass beide Transmissionslininen 15, 16 mit vorzugsweise vergleichbarer Intensität auftreten, aufgedampft sein. Im Ergebnis wird eine Anordnung zur Intensitätsmodulation erhalten, die zwei spektral geringfügig verschobene und senkrecht zueinander polarisierte Laserstrahlen emittiert, die in ihrer Summe einen abwechselnd rechts- und linksdrehend elliptisch polarisierten Strahl bilden. Die Anordnung kann wiederum mit einem Polarisator 22 kombiniert sein, dessen Polarisationsrichtung einen Polarisationswinkel von 45° aufweist. Beide Maxima der Transmissionslininen 15, 16 werden dann mit etwa gleicher Intensität überlagert und ergeben durch Schwebung 32 einen mit einer THz-Frequenz modulierten Strahl.
In einer vierten Ausführungsform ist eine Anordnung zur Intensitätsmodulation aus dem Mikroresonator 21 und dem Polarisator 22 analog der ersten Ausführungsform durch Aufdampfung im Hochvakuum aufgebaut, wobei die Resonatorschicht 13' aus den organischen Farbstoffen Alq3 als Matrixmaterial und DCM als Emitter-Material (Konzentration ca. 2 Vol.-%), die in dieser Kombination ein Lasermedium bilden, besteht. Wird das Lasermedium mit Laserpulsen der Wellenlänge 400 nm und einer Pulsenergie größer ca. 2 nJ gepumpt, so können nach dem Polarisator 22 Laserpulse entstehen, deren Intensität mit einer Frequenz von 1,4 THz moduliert ist.
In einer fünften Ausführungsform einer Anordnung zur Intensitätsmodulation kann anstelle der zwischen den dielektrischen Spiegeln eingeschlossenen, im Hochvakuum aufgedampften passiven oder aktiven Resonatorschicht 13' eine durch andere Verfahren aufgebrachte, z.B. organische, isotrope Resonatorschicht eingesetzt sein. Der Vorteil der Anordnung kann darin bestehen, dass auch Materialien für die Resonatorschichten eingesetzt werden können, die sich nicht im Hochvakuum aufdampfen lassen.
In einer sechsten Ausführungsform einer Anordnung zur Intensitätsmodulation kann anstelle mindestens eines der dielektrischen Spiegel ein Spiegel aus mindestens einer Metallschicht wie z.B. Silber oder Aluminium eingesetzt sein.
Die in 7 dargestellte Messanordnung zur Erfassung der Intensitätsmodulation besteht aus:

– einem Laser 2, der einen Laserstrahl 8 aussendet,
– dem Mikroresonator 21,
– dem Polarisator 22, der mit dem Mikroresonator 21 eine Anordnung 20 zur Intensitätsmodulation bildet,
– einer λ/2-Platte 23, aus der ein Strahl 29 mit einer Welle mit einer Frequenz ω₁ austritt,
– einem nichtlinearen Kristall 24,
– einem Spektrometer 25 und
– einem CCD-Detektor 26, wobei eine Überlagerungsmessanordnung 27 vorgesehen ist, die
– eine zweite Laserstrecke mit einem Laser 2' und einem Laserstrahl 31 mit einer Welle mit einer Frequenz ω₂,
– einen Reflexionsspiegel 28 aufweist, und
– dem nichtlinearen Kristall 24 der Messanordnung mit den Spektrometern 25 und dem CCD-Detektor 26 integriert zugeordnet ist,

24

29

30

25

26

₁

₂

Vorgenommene Transmissionsmessungen mit der Messanordnung nach 7 einschließlich einer Anordnung 20 zur Intensitätsmodulation mit inkohärentem, unpolarisiertem Licht einer Halogenlampe anstelle einer Laserdiode 2 zeigen ein Maximum der Transmissionslinie 15 bei einer Wellenlänge von 782 nm (1,586 eV) und ein Maximum der Transmissionslinie 16 bei einer Wellenlänge von 779,5 nm (1,591 eV) mit einer Halbwertsbreite von jeweils 0,8 nm (0,002 eV) in 5. Im polarisierten Licht ist unter einem bestimmten Polarisationswinkel (hier als 0° definiert) nur die eine Transmissionslinie 15 bei einer Wellenlänge von 782 nm messbar, bei einem Polarisationswinkel 90° wird nur das Maximum der Transmissionslinie 16 bei einer Wellenlänge von 779,5 nm erfasst. Der Mikroresonator 21 ist mit dem Polarisator 22 kombiniert, dessen Polarisationsrichtung einen Polarisationswinkel von 45° aufweist. Beide Maxima 15, 16 sind, wie in 5 gezeigt ist, dann mit etwa gleicher Intensität messbar. Die Anordnung 20 wird nun mit einem Laser 2, dessen Polarisationsrichtung unter einem Polarisationswinkel von 45° orientiert ist, der eine in 5 dargestellte Wellenlänge 19 von 1,585 eV mit einer Halbwertsbreite von 14 meV hat und der Pulse mit einer Dauer von 200 fs aussendet, so bestrahlt, dass der Strahl 8 zuerst durch den Mikroresonator 21 und dann durch den Polarisator 22 tritt.
Gerade die Möglichkeit der Einstellung der Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich macht den Mikroresonator 21 für den Einsatz in einem optischen Computer interessant.

1: Littman-Resonator
2: Laserdiode
2': zweite Laserdiode
3: Beugungsgitter
4: Linsensystem
5: Endspiegel
6: erster Reflexionsbereich
7: zweiter Reflexionsbereich
8: Laserstrahl
9: Licht der ersten Beugungsordnung
10: erster Mikroresonator
11: erster dielektrischer Spiegel
11': dielektrischer Spiegel
12: zweiter dielektrischer Spiegel
12': dielektrischer Spiegel
13: Resonatorschicht
13': Resonatorschicht
14: Transmissionslinie
15: 0°-polarisierte Transmissionslinie
16: 90°-polarisierte Transmissionslinie
17: Grundschicht
18: Deckschicht
19: Laserstrahlwellenlänge
20: Anordnung zur Intensitätsmodulation
21: zweiter Mikroresonator
22: Polarisator
23: λ/2-Platte
24: nichtlinearer Kristall
25: Spektrometer
26: CCD-Detektor
27: Überlagerungsmessanordnung
28: Reflexionsspiegel
29: Strahl mit Frequenz ω₁
30: Strahl mit Frequenz ω₁ + ω₂
31: Strahl mit Frequenz ω₂
32: Schwebung
50: erstes Spiegelpaar
51: Stop-Band
52: zweites Spiegelpaar

Claims

Mikroresonator für Anordnungen zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Frequenzen im Terahertz-Bereich, sandwichartig bestehend aus zwei mehrfach eben geschichteten Spiegeln und einer zwischen den Spiegeln angeordneten ebenen Resonatorschicht, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der den Mikroresonator (21) bildenden ebenen Schichten (50, 52) mindestens eines Spiegels (11', 12') eine optische Anisotropie vorhanden ist, durch die sich innerhalb des Stop-Bandes (51) zwei senkrecht zueinander polarisierte Transmissionslinien (15, 16) ausbilden, die derart spektral beabstandet vorgebbar sind, dass sich ihre Modulationsfrequenz im Terahertz-Bereich befindet.
Mikroresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anisotropie in den vorgegebenen ebenen Schichten (50, 52) durch eine strukturelle Anisotropie gegeben ist.
Mikroresonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturelle Anisotropie durch eine zur Normalen des Mikroresonators (21) geneigt gerichtete Aufdampfungrichtung (41) von die Schichten (50, 52) bildendem Material vorgegeben ist.
Mikroresonator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch anisotropen Schichten (50, 52) der Spiegel (11', 12') aus dielektrischem Material mit vorzugsweise säulenartiger Struktur und/oder aus einer Metallschicht gebildet sind.
Mikroresonator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatorschicht (13') wahlweise isotrop oder anisotrop ist.
Mikroresonator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Linienbreite der unterschiedlich polarisierten Transmissionslinien (15, 16) vorhanden ist, die vergleichbar der oder kleiner als der Abstand der Wellenlänge beider Transmissionslinien (15, 16) ist.
Mikroresonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anisotropie und damit der Abstand der spektral beabstandeten Transmissionslinien (15, 16) in vorgegebenen Grenzen durch den Herstellungsprozess vorgebbar sind.
Mikroresonatoren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der äußeren Schichten (17, 18) eines der beiden Spiegel (11', 12') mit einem optischen Element (40, 22) in Verbindung steht, auf das die Beschichtung – das Aufdampfen im Vakuum – erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines Mikroresonators auf einem Substrat, wobei der Mikroresonator sandwichartig aus zwei mehrfach eben geschichteten Spiegeln und einer zwischen den Spiegeln angeordneten ebenen Resonatorschicht besteht, wobei die Spiegelschichten nacheinander in Folge auf das Substrat aufgebracht werden, nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Aufbringen einer Grundschicht (17) eines ersten Spiegels (11') auf ein Substrat (40, 22), – Herstellen des ersten Spiegels (11'), bestehend aus einer Folge von Schichten (52) aus im vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Materialien mit abwechselnd größerer und kleinerer Brechzahl und jeweils einer optischen Dicke von einem Viertel einer vorgegebenen Transmissionswellenlänge, wobei die zugehörige Grundschicht (17) aus dem höherbrechenden Material besteht, – Aufbringen einer Resonatorschicht (13') auf den ersten Spiegel (11'), wobei die Brechzahl der Resonatorschicht (13') kleiner als die des höherbrechenden Materials ist, bestehend aus einem bei der vorgegebenen Transmissionswellenlänge ebenfalls transparenten Material und – Aufbringen eines zweiten Spiegels (12'), bestehend aus einer Folge von Schichten (50) aus im vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Materialien mit abwechselnd größerer und kleinerer Brechzahl und jeweils einer optischen Dicke von einem Viertel der vorgegebenen Transmissionswellenlänge, und – Aufbringen einer den zweiten Spiegel (12') abschließenden Deckschicht (18) aus dem höherbrechenden Material, wobei mindestens eine der Spiegelschichten (50, 52) mit einer strukturellen, zur optischen Anisotropie führenden Anisotropie versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturelle Anisotropie durch eine Aufdampfung der Spiegel (11', 12') in einer bestimmten Richtung (41) geneigt zur Normalen (42) der Oberfläche eines Träger-Substrats (40, 22) herbeigeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch die geneigte Aufdampfung bei dielektrischen Materialien wie niedrigbrechendem SiO₂ und hochbrechendem TiO₂ ein säulenartiges Wachstum mit einer Orientierung geneigt zur Oberfläche und damit zu unterschiedlichen Brechzahlen – zur optischen Anisotropie – in verschiedenen Richtungen in der Mikroresonator-Ebene erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der dielektrischen Spiegel (11', 12') Schichten aus Metall aufgedampft werden, mit denen die optische Anisotropie erzeugt wird.
Anordnung zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich, enthaltend einen Laser und/oder einen Polarisator sowie einen ebenen Mikroresonator, der sandwichartig aus zwei mehrfach eben geschichteten Spiegeln und einer zwischen den Spiegeln angeordneten ebenen Resonatorschicht besteht, wobei die Schichten nacheinander in Folge auf das Substrat aufgebracht werden, nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der anisotrop ausgebildete Mikroresonator (21) mit dem Laser (2) und/oder dem Polarisator (22) verbunden ist und sich zumindest zwei senkrecht zueinander polarisierte Transmissionslinien (15, 16) derart ausbilden, dass eine Intensitätsmodulation durch Überlagerung der beiden Transmissionslinien (15, 16) erzeugbar ist.
Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroresonator (21) direkt auf einem Polarisator (22) derart aufgebaut ist, dass die Transmissionslinien (15, 16) gemischt werden.
Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroresonator (21) direkt auf einem Laser (2) derart aufgebaut ist, dass beide Transmissionslinien (15, 16) angeregt werden.
Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatorschicht (13') des Mikroresonators (21) aus einem Lasermedium besteht, dessen Emissionswellenlänge die Transmissionslinien (15, 16) einschließt.
Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpwellenlänge des Lasermediums sich außerhalb des Stop-Bandes (51) des Mikroresonators (21) befindet.
Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpwellenlänge des Lasermediums optisch mindestens einer Wellenlänge der sich in der Ebene der Resonatorschicht (13') ausbreitenden Transmissionslinien (15, 16) innerhalb des Stop-Bandes (51) entspricht.
Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlungsabgebende Aktivierung des Lasermediums mit elektrischen Mitteln erreichbar ist.
Verwendung des Mikroresonators und/oder der zugehörigen Anordnung zur Intensitätsmodulation von Strahlung mit Modulationsfrequenzen im Terahertz-Bereich nach den Ansprüchen 1 bis 19 zur Erzeugung von Taktfrequenzen optischer Computer.