Herstellungsverfahren universeller Faser-zu-Freistrahl-Koppler (Kollimatoren)

Konferenz: MikroSystemTechnik 2019 - Kongress
28.10.2019 - 30.10.2019 in Berlin, Deutschland

Tagungsband: MikroSystemTechnik Kongress 2019

Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Heidrich, Christoph; Weber, Daniel; Arndt-Staufenbiel, Norbert; Lewoczko-Adamczyk, Wojciech; Böttger, Gunnar; Schröder, Henning (Technische Universität Berlin, Deutschland)

Inhalt:
In vielen freistrahloptischen Systemen ist die Ankopplung einer faserbasierten Laserquelle notwendig. Um diskret-optische Bauteile wie elektrooptische Modulatoren oder Phasenplatten nutzen zu können und sie entsprechend zu positionie-ren, ist eine definierte Strahlpropagation bei der Ein- und Auskopplung erforderlich. Kollimatoren bedienen beide hierfür erforderlichen Funktionen – die der definierten Faserauskopplung sowie der Strahlformung. Die Technische Universität Berlin stellt hiermit unterschiedliche Bauformen und Fertigungstechnologien von anwendungsoptimierten Freistrahlkopplern und Kollimatoren vor. Wesentlich ist ein neuer Ansatz zur Herstellung von Kollimatoren, der auf vollständig stoffschlüssigen Verbindungen basiert. Ziel war es, durch Verwendung eines Diffusionsschweißprozesses einen Verbund aus Faserbestandteilen und einer Gradientenindexlinse, angelehnt an das bekannte Spacerkonzept, herzustellen. Für die Ermittlung der Parameter des optischen Systems wurde in Anlehnung an die angestrebte Freistrahl-Strahlpropagation ein matrizenoptisches Modell verwendet. Anhand der Herstellung von Prototypen konnte das matrizenoptische Modell messtechnisch verifiziert werden. Weiterhin wurden mit 52 dB sehr hohe Werte der Rückflussdämpfung des neuen Kollima-tordesigns der TU Berlin messtechnisch nachgewiesen. Für die Systemintegrierbarkeit der Kollimatoren wurde ein Montagekonzept erprobt und optimiert, das eine Justierbarkeit optischer Bauteile in bis zu fünf Freiheitgraden mit hoher Postbond-Winkeltreue von 0,18 mrad ermöglicht.