Durch­stimm­ba­re Fa­bry-Pe­rot Fil­ter

Schmalbandige optische Filter sind Bauelemente die zur Detektion von Signalen mit einer bestimmten Wellenlänge verwendet werden. Anwendungen finden sich in den Bereichen der optischen Datenkommunikation, sowie spektroskopischer Messungen. Durch die Herstellung dieser Bauelemente in MEMS Technologie können die Effekte der Miniaturisierung ausgenutzt werden, und somit ist eine einfache Durchstimmung der Filterwellenlänge durch elektrostatische Aktuation möglich. Zusätzlich sind in diesem Bereich die Verschleißmechanismen der Makrowelt vernachlässigbar und auch eine einfache Integration einzelner Filter oder ganzer Felder solcher Strukturen werden möglich.

Die Fabry-Pérot Filter bestehen aus zwei Spiegeln, die eine Kavität einschließen. Diese ist für die Wellenlänge des Bauelements bestimmend. Um eine hohe Güte der Filter zu erreichen werden die Spiegel als Braggreflektoren (DBR) hergestellt, die eine sehr hohe Reflektivität besitzen und aus alternierender Schichtfolge zweier Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex bestehen. Kavität und Spiegel werden hierbei mit Luftspalten als niedrigbrechende Schichten realisiert, die neben einem maximalen Brechungsindexkontrasts überdies die Aktuation ermöglichen. Als zugrundeliegendes Materialsystem wird InP verwendet, das als Basis für die Integration mit optoelektronischen Bauelementen, wie z.B. Photodioden oder Emittern, im Spektralbereich des nahen Infrarot ideal geeignet ist.

Die im INA hergestellten Filter haben Bestwerte in Bezug auf den Durchstimmbereich (221 nm bei 1550 nm) und eine niedrige Aktuationsspannung (3.2 V bei 142 nm Durchstimmbereich) erzielen können. Weiterentwicklungen finden in den Bereichen der Integration mit optoelektronischen Bauelementen und der Strukturierung der Filtermembranen mit Photonischen Kristallen statt.

Abb:Filter1
Abb:Filter2
Abb:Filter3