Sensorkomponenten

Femtosekundenlaserpulse (<100 fs) eignen sich hervorragend, um transparenten Materialien eine neue Funktion aufzuprägen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer HHI haben eine Direktschreibtechnik entwickelt, mit der optische Lichtwellenleiter in beinahe alle Glasmaterialien, viele kristalline Materialien und Polymere eingeschrieben werden können.

Ein besonders Merkmal dieser Technologie ist die flexible Anpassung von Wellenleiterquerschnitten an die geführte Lichtmode, so dass Monomoden – Wellenleiter für Lichtwellenlängen vom sichtbaren bis nahen Infrarot verfügbar sind.

Diese optischen Strukturen sind mit dem bloßen Auge nicht sichtbar. Optische 3D-Elemente, wie Strahlteiler, Koppler oder  Interferometer können in beinahe jedes Glassubstrat eingeschrieben werden und ermöglichen miniaturisierte Applikationen für die Messtechnik.

Zusätzlich können Bragg-Gitterstrukturen in die Wellenleiter integriert werden (BGW) und als hoch reflektierende Spiegel oder spektrale Filterelemente für Wellenlängen vom sichtbaren bis NIR in integrierten Optiken verwendet werden.

BGW wurden erfolgreich in ultradünne Glasfolien von Schott eingebracht. Dies ermöglicht neue Anwendungen für die sensorische Erfassung von lokalen Deformationen der Oberfläche (z. B. Displays) oder optische Mikrophone. Ultradünne Gläser werden oft als „packaging“-Materialien für MEMS verwendet. Mit der Fraunhofer-HHI-Technik können optische Funktionen integriert werden und ermöglichen so innovative Designs für kombinierte Anwendungen aus Photonik und MEMS.

Glaschips mit BGW Strukturen eignen sich auch für sensitive chemische Analytik z.B. für die Überwachung von Produktionsprozessen in der chemischen Industrie. Für die Analyse von kleinsten Mengen können die Wellenleiter auch in mikrofluidische Glaschips integriert werden.      

Forschungsthemen

Der Fokus liegt auf der Integration neuer optischer Funktionen für transparente Substrate durch eine direkte Femtosekunden-Laser-Schreibtechnik.

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Projekte

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