KIP-Veröffentlichungen

Effiziente Faser-zu-Chip-Kopplung ist aufgrund von modaler Diskrepanz und Ausbreitungsunterschieden nach wie vor eine große Herausforderung für photonisch integrierte Schaltungen (PICs). Es wurden verschiedene Methoden erforscht, die jedoch alle ihre Grenzen haben. In dieser Arbeit werden optische Fasern so modifiziert, dass sie als wiederverwendbare, adiabatische Koppler benutzt werden könnnen. Die Arbeit umfasst theoretische Analysen und numerische Simulationen sowie einen experimentellen Aufbau zur Herstellung und Charakterisierung von bikonischen Fasern. Es wurden drei Charakterisierungstechniken eingesetzt: SEM von geschnittenen Fasersegmenten, optische Echtzeitmikroskopie und Transmissionssignalanalyse. Kopplungsexperimente mit keilförmigen Siliziumnitrid-Wellenleitern zeigten eine nahezu unitäre Effizienz bei 1530nm Lichtwellenlänge, obwohl die Effizienz bei höheren Wellenlängen abnahm. Trotz einiger Substrat-Kopplungsverluste stellen bikonische Fasern eine praktische und wiederverwendbare Alternative für hocheffiziente PIC-Messungen im Wafer-Maßstab dar.

Efficient fiber-to-chip coupling remains a key challenge in photonic integrated circuits (PICs) due to modal mismatches and propagation differences. Various methods have been explored, but each has its limitations. This thesis investigates biconical tapered optical fibers as a robust, high-efficiency coupling solution. This work covers theoretical analysis and numerical simulations, alongside an experimental setup for fabricating and characterizing tapered fibers. Three characterization techniques were employed: SEM for post-process measurements, real-time optical microscopy, and transmission signal analysis. Coupling experiments with silicon nitride waveguide tapers demonstrated near-unitary efficiency at laser wavelength 1530nm, though efficiency decreased at higher wavelengths. Despite some substrate coupling losses, tapered fibers are shown to offer a viable and reusable alternative for high-efficiency, wafer-scale PIC probing.