Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, nicht nur ein tiefgehendes Verständnis für die Prinzipien und den Entwurf von integrierten photonischen Komponenten und Schaltkreisen zu demonstrieren, sondern auch eigenständig komplexe photonische Schaltungen zu entwerfen und zu simulieren. Sie werden mit den erforderlichen Fähigkeiten ausgestattet, um innovative Lösungen für aktuelle Herausforderungen in Bereichen wie Telekommunikation, Mikrowellenelektronik, Automobilanwendungen und optischer Datenverarbeitung zu entwickeln.
Photonische integrierte Schaltkreise stellen einen faszinierenden Bereich der Optoelektronik dar, der die Integration von verschiedenen photonischen Bauelementen und Funktionen auf einem einzigen Chip ermöglicht. In dieser Lehrveranstaltung werden Studierende nicht nur die grundlegenden Prinzipien integrierter photonischer Komponenten und Schaltkreise verstehen, sondern auch vertiefte Kenntnisse über deren Entwurf und Anwendung erlangen.
Photonische integrierte Schaltkreise kombinieren optische Bauelemente wie Wellenleiter, optische Filer, Multiplexer, Modulatoren, Photodetektoren, Lichtquellen und viele mehr auf einem einzigen Substrat. Diese Integration ermöglicht nicht nur eine Platzersparnis, sondern trägt auch zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit und Effizienz bei. Studierende lernen, wie sie diese Komponenten in einer zusammenhängenden Schaltung anordnen können, um komplexe Funktionen zu realisieren, sei es für die Datenübertragung in der Telekommunikation, präzise Abstandsmessung in Automobilanwendungen mit LIDAR-Technologie, oder für die optische Datenverarbeitung.
Ein Schwerpunkt der Lehrveranstaltung liegt auf der praktischen Anwendung moderner Simulationswerkzeuge, um den Entwurfsprozess zu unterstützen, die Funktionalität der entworfenen Komponenten und Schaltungen zu verifizieren, und das Schaltungslayout zu erstellen. Die Studierenden werden mit den neuesten Simulationsmethoden und -tools (COMSOL und Nazca Design) vertraut gemacht, um eine realistische und effiziente Bewertung der Leistungsfähigkeit ihrer photonischen Entwürfe zu ermöglichen.
Durch eine Kombination von theoretischen Grundlagen, praktischen Entwurfsübungen und Simulationserfahrungen werden die Studierenden auf eine professionelle Tätigkeit in der Photonikbranche vorbereitet.
Hausaufgaben, Design eines photonisch integrierten Schaltkreises mittels CAD Tools, Präsentation der Projektergebnisse
