Parallele Modulatorarrays zur Erzeugung intensitätsmodulierter Bildzeilen

Falter, Stephan; Poprawe, Reinhart

doi:301

Parallele Modulatorarrays zur Erzeugung intensitätsmodulierter Bildzeilen

Falter, Stephan (Author)

2001 & 2002

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Stephan Falter

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2001

Umfang127 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2001

Prüfungsjahr: 2001. - Publikationsjahr: 2002

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Poprawe, Reinhart (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2001-11-05

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-3018
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/56856/files/02_040.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Maschinenwesen (400000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ingenieurwissenschaften (frei) ; Monomodewellenleiter (frei) ; Phasenmodulation (frei) ; Lithiumniobat (frei) ; Photolithographie (frei) ; Sensor-Array (frei) ; Zeilensensor (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Ein paralleles Modulatorarray kann als Schlüsselelement für laserbasierte Displaysysteme dienen. Es besteht aus einer Vielzahl integriert optischer Wellenleiter, die in einer Ebene in festem Abstand zueinander angeordnet sind. Mit geeigneten Mikrooptiken wird die Strahlung eines Lasers so geformt, daß in jeden der Wellenleiter Licht eingekoppelt wird. Da die Wellenleiter als unabhängige Modulatoren ausgeführt sind, kann die ausgekoppelte Intensität für jeden einzelnen Wellenleiter elektrisch gesteuert werden. Auf diese Weise entsteht wiederum unter dem Einsatz geeigneter mikrooptischer Elemente eine intensitätsmodulierte Linie aus äquidistanten Punkten, welche beispielsweise den Aufbau eines Laserdisplays gestattet. Dieses beinhaltet keine mechanischen Teile und löst auf diese Weise das Problem der hohen horizontalen Ablenkfrequenzen löst. Darüber hinaus können solche Displays in Verbindung mit anderen photonischen Komponenten, wie beispielsweise Diodenlasern, sehr kompakt und kostengünstig aufgebaut werden. Das Layout eines parallelen Modulatorarrays sowie der Herstellungsprozeß in Lithiumniobat-Technologie und seine Einordnung in den aktuellen Stand der Technik werden im Detail vorgestellt. Alle Komponenten zum Betrieb dieses Bauelements wurden entworfen und aufgebaut. Das gesamte System beinhaltet neben dem parallelen Modulatorar-ray eine Strahlquelle, eine Optik zur simultanen Einkoppelung sowie elektronische Bauelemente zum unabhängigen Betrieb der einzelnen Wellenleiter. Detaillierte Untersuchungen an den Einzelkomponenten sowie am Gesamtsystem sind durchgeführt und dokumentiert worden. Dabei konnte die Funktionalität des Konzepts verifiziert, verschiedene Einflußfaktoren isoliert, sowie eine Bewertung des Gesamtsystems vorgenommen werden.

A parallel modulator array realized by means of integrated optics can serve as a basic element for an image processor based on laser-beam sources or scanning applications in materials processing. It consists of a number of integrated optical waveguides. These waveguides are arrange in one plane at constant pitch. With suitable beam forming microoptical elements, laser radiation is coupled into each waveguide. Since the waveguides are worked out as modulators, the intensity, which is outcoupled can be varied electronically. Therefore, a line can be generated using micro-optical devices. This line shows a varying intensity for all of the points, of which it consists, due to the particular modulation of each waveguide. Such an intensity modulated line can be used as key component for future laser display applications, since it allows to build laserdisplays, which overcome the problem of large horizontal deflection frequencies. It is further extraordinarily small compared to mechanical scanning systems and can be used in combination with other photonical elements such as diode lasers. The modulator array layout process as well as the manufacturing process in Ti-diffusion Lithiumniobate-technology and it's position relative to the existing state of the art is presented in detail. Furthermore, the parallel modulator array, the laser-beam source and the optical system for parallel coupling of laser radiation to the array is developed. The complete system includes the modulator array itself, the electrical driving components, a beam source and optical components. Detailed tests have been performed on the components and the complete systems, which are documented herein. The functionality of the concept was verified, several influences on the performance could be isolated and an evaluation was performed.

OpenAccess:
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