Optische Bauelemente/MOEMS

MEMS mit Subwellenlängenstrukturen für Infrarotbauelemente

© Fraunhofer ENAS
MEMS-Chopper für Infrarotstrahlung.
© Fraunhofer ENAS
SEM-Aufnahme eines Teils der verwendeten Membran mit Subwellenlängenstrukturen als oberste Schicht dieser Komponente.

Der Einsatz von Subwellenlängenstrukturen ist eine neuartige Alternative zur Funktionalisierung optischer Oberflächen im Gegensatz zu bislang oft eingesetzten optischen Schichten oder Schichtstapeln. Hochreflektive Oberflächen, Oberflächen mit spektraler Filterwirkung, mit besonders niedriger Reflektivität oder auch stark absorbierende Oberflächen sind herstellbar. Die Nano-Imprint-Lithographie offeriert die Herstellung von Strukturen mit Abmessungen im Subwellenlängenbereich, wodurch nanooptische Effekte nutzbar gemacht werden. Dadurch sind konventionell eingesetzte Funktionsschichten und Schichtstapel aus hoch- und niedrigbrechendem Material, wie hochreflektierende Bragg- Reflektoren, Antireflexionsbeschichtung oder Absorber in bestimmten Anwendungsfällen durch strukturierte Einzelschichten substituierbar und mit technologiekompatiblen Materialien, z. B. mit Aluminium oder mit Poly-Silizium, realisierbar. Elektrisch steuerbare Filter und Chopper sind neben Detektoren Schlüsselkomponenten für die Entwicklung miniaturisierter Spektrumanalysatoren und Hyperspektralkameras. Subwellenlängenstrukturen sind für diese Bauelemente hervorragend einsetzbar, was die Ergebnisse der letzten Jahre an Beispielen wie steuerbaren Infrarot- Filtern, Infrarot- Choppern und spektral selektiv absorbierenden Detektoren und Emittern zeigen.