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Lexikon der Optik: optoelektronischer Schalter

optoelektronischer Schalter, ein in seiner Wirkungsweise dem optischen Tor ähnelndes Bauelement, mit dem jedoch nicht Licht, sondern elektrische Spannungen oder Mikrowellen geschaltet werden. Dabei werden die kürzesten elektronischen Schaltzeiten erreicht. Der erste o. S. wurde 1975 von D.H. Auston entwickelt. Er besteht aus einem Plättchen aus hochohmigem Silicium, das auf der Ober- und Unterseite mit Leiterstreifen aus Aluminium bedampft wurde, wobei die obere Leiterbahn durch einen schmalen Spalt unterbrochen ist (Abb.). Auf letzteren wird ein ultrakurzer Lichtimpuls der Wellenlänge λ=0,53 μm (2. Harmonische eines Neodymglaslasers) fokussiert. Dieser Impuls erfährt im Silicium eine starke Absorption. Er dringt daher nur in eine oberflächennahe Schicht ein und erzeugt dort eine große Zahl von Elektronen-Loch-Paaren. Dadurch wird über den Spalt hinweg kurzzeitig eine gute leitende Verbindung hergestellt. An die beiden Enden des Streifenleiters ist jeweils ein Koaxialkabel angeschlossen. Liegt am Eingangskabel eine Gleichspannung an, so wird diese also auf das Ausgangskabel übertragen, solange die erzeugte Photoleitfähigkeit besteht. Das betreffende Zeitintervall ist durch die Dauer des optischen Impulses, zuzüglich der Relaxationszeit für die Rekombination der Ladungsträger, gegeben. Da diese Relaxationszeit im Falle von kristallinem Silicium relativ groß ist (länger als 1 ns), verwendete Auston einen zweiten Laserimpuls der Wellenlänge λ=1,06 μm (Ausgangsstrahlung des Neodymglaslasers) zum Ausschalten. Dieser Impuls dringt, im Gegensatz zum ersten, tief in das Silicium ein und erzeugt dabei über die gesamte Plattendicke bis zum unteren Leiterstreifen hin Elektronen-Loch-Paare. Dadurch wird ein Kurzschluß zwischen dem oberen und dem unteren Leiterstreifen bewirkt, was die Unterbrechung der Verbindung zum Ausgangskabel zur Folge hat.

O. S. finden bereits unterschiedliche Anwendungen. Man benutzt sie zur Ansteuerung und Prüfung elektronischer Bauelemente, zur hochgenauen Ansteuerung von Pockels-Zellen und Streakkameras, in der Sampling-Technik sowie zur Schaltung und Modulation von Mikrowellenstrahlung.



Optoelektronischer Schalter: Lasergesteuerter optoelektronischer Schalter.

  • Die Autoren
Roland Barth, Jena
Dr. Artur Bärwolff, Berlin
Dr. Lothar Bauch, Frankfurt / Oder
Hans G. Beck, Jena
Joachim Bergner, Jena
Dr. Andreas Berke, Köln
Dr. Hermann Besen, Jena
Prof. Dr. Jürgen Beuthan, Berlin
Dr. Andreas Bode, Planegg
Prof. Dr. Joachim Bohm, Berlin
Prof. Dr. Witlof Brunner, Zeuthen
Dr. Eberhard Dietzsch, Jena
Kurt Enz, Berlin
Prof. Joachim Epperlein, Wilkau-Haßlau
Prof. Dr. Heinz Falk, Kleve
Dr. Wieland Feist, Jena
Dr. Peter Fichtner, Jena
Dr. Ficker, Karlsfeld
Dr. Peter Glas, Berlin
Dr. Hartmut Gunkel, Berlin
Dr. Reiner Güther, Berlin
Dr. Volker Guyenot, Jena
Dr. Hacker, Jena
Dipl.-Phys. Jürgen Heise, Jena
Dr. Erwin Hoffmann, Berlin (Adlershof)
Dr. Kuno Hoffmann, Berlin
Prof. Dr. Christian Hofmann, Jena
Wolfgang Högner, Tautenburg
Dipl.-Ing. Richard Hummel, Radebeul
Dr. Hans-Jürgen Jüpner, Berlin
Prof. Dr. W. Karthe, Jena
Dr. Siegfried Kessler, Jena
Dr. Horst König, Berlin
Prof. Dr. Sigurd Kusch, Berlin
Dr. Heiner Lammert, Mahlau
Dr. Albrecht Lau, Berlin
Dr. Kurt Lenz, Berlin
Dr. Christoph Ludwig, Hermsdorf (Thüringen)
Rolf Märtin, Jena
Ulrich Maxam, Rostock
Olaf Minet, Berlin
Dr. Robert Müller, Berlin
Prof. Dr. Gerhard Müller, Berlin
Günter Osten, Jena
Prof. Dr. Harry Paul, Zeuthen
Prof. Dr. Wolfgang Radloff, Berlin
Prof Dr. Karl Regensburger, Dresden
Dr. Werner Reichel, Jena
Rolf Riekher, Berlin
Dr. Horst Riesenberg, Jena
Dr. Rolf Röseler, Berlin
Günther Schmuhl, Rathenow
Dr. Günter Schulz, Berlin
Prof. Dr. Johannes Schwider, Erlangen
Dr. Reiner Spolaczyk, Hamburg
Prof. Dr. Peter Süptitz, Berlin
Dr. Johannes Tilch, Berlin (Adlershof)
Dr. Joachim Tilgner, Berlin
Dr. Joachim Träger, Berlin (Waldesruh)
Dr. Bernd Weidner, Berlin
Ernst Werner, Jena
Prof. Dr. Ludwig Wieczorek, Berlin
Wolfgang Wilhelmi, Berlin
Olaf Ziemann, Berlin


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