Mikrooptik – Integriert-optisches Miniaturinterferometer zur Positionsmessung von Mikroaktoren

Abstract:
Ein optisches Interferometer zur autarken Positionsmessung von Mikroaktoren wird vorgestellt. Als zentrales Element wirkt ein 3x3-Direktionalkoppler, der in einem Glassubstrat aus integrierten Wellenleiterstrukturen gebildet wird. Diese werden durch Brechzahlmodifikation mittels Femtosekunden-Laserstrahlung erzeugt. Durch Integration weiterer optischer Komponenten wie Laserdiode und Photodetektoren wird das Messsystem komplettiert. Die Baulänge beträgt weniger als 10 mm und ist damit hervorragend fur den Einsatz in Mikroaktoren geeignet. Die angestrebte Messauflösung für die Aktorbewegung beträgt 100 nm. Im Vergleich zu herkömmlichen lithographischen Methoden zur Herstellung integriert-optischer Wellenleiterstrukturen hat der Einsatz des Femtosekundenlasers den Vorteil, nicht auf planare Strukturen an der Substratoberfläche beschränkt zu sein, sondern dreidimensionale Wellenleiterstrukturen im Volumen erzeugen zu können. Damit wird die Anordnung funktionaler optischer Elemente in mehreren Schichten bzw. eine 3D-Anordnung der Wellenleiter überhaupt ermöglicht sowie die Integrationsdichte deutlich erhöht.