Design und Analyse von Superspiegeln (DAS) im Rahmen des Innonet-Verbundes: SPOT - Entwicklung neuartiger, höchstreflektierender Spiegel für den kurzwelligen Spektralbereich: Superspiegel für die moderne Optik
(German)
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Das Teilvorhaben DAS des IOF im innovativen Netzwerk ''SPOT'' war auf Forschungsarbeiten zum Design, der Präparation und der Charakterisierung von Gitter-Wellenleiter-Strukturen (GWS) ausgerichtet. Dabei konzentrierte sich das IOF zum einen auf die theoretische Behandlung (v.a. Design) dieser als Superspiegel fungierenden optischen Elemente. Zum anderen wurden experimentelle Arbeiten zur Präparation der GWS vorangetrieben. Die präparierten Systeme wurden hinsichtlich ihrer strukturellen und optischen Eigenschaften charakterisiert. Zusammenfassend lassen sich folgende Schlussfolgerungen formulieren: Das GWS-Design liefert die erwarteten schmalbandigen Reflexionspeaks im langwelligen Spektralbereich (NIR). Über einen breiten Spektralbereich betrachtet, erscheint das Reflexionsspektrum der betrachteten GWS als Superposition des Reflexionsspektrums einer Einzelschicht mit überlagerten schmalbandigen Wellenleiterresonanzen. Übliche breitbandige Targetfunktionen lassen sich mit diesem Design nicht erreichen. Die betrachteten GWS sind daher nur geeignet für spektral schmale Targetfunktionen. Unter Resonanzbedingungen zeigen die GWS optische Verluste, die sowohl auf Absorption als auch Streuung zurückzuführen sind. Reflexionwerte über 94% konnten nicht nachgewiesen werden. Höhere Reflexionswerte sind aber durchaus denkbar, wenn die Präparation der GWS über alle technologischen Schritte in einer einzigen Produktionsumgebung erfolgt. Da auch bei ideal angenommenen Bedingungen für sehr schmalbandige Reflektoren eine merkliche Restabsorption durch intrinsische Effekte bestehen bleibt, ist die Laserfestigkeit der betrachteten Designs sehr fragwürdig. Ein Einsatz bleibt denkbar im Bereich niedriger Lichtintensitäten. Die Übertragbarkeit ins UV ist ebenfalls sehr fragwürdig. Wegen der hohen Sensitivität der Wellenleiterresonanz gegenüber Dicken- und Brechzahlschwankungen sollte bei Einsatz der GWS die Möglichkeit einer Feinabstimmung der Resonanzfrequenz über einen Umgebungsparameter (etwa die Temperatur) vorgesehen werden.
Design und Analyse von Superspiegeln (DAS) im Rahmen des Innonet-Verbundes: SPOT - Entwicklung neuartiger, höchstreflektierender Spiegel für den kurzwelligen Spektralbereich: Superspiegel für die moderne Optik
Additional title:
Design and analysis of supermirrors (DAS) within of the Innonet-cooperation: SPOT - development of novel mirrors with very high reflection for the short wafelength spectral region: Supermirrors for the modern optics