Planar integrierte freiraum-optische Systeme in Saphir/GaN für die Biosensorik

Das Konzept der planaren Optik ermöglicht die Integration ultrakompakter freiraum-optischer Systeme in transparenten Substraten. Neben den in der Vergangenheit vielfach eingesetzten Substraten wie Glas oder transparente Kunststoffmaterialien stellen transparente Halbleitermaterialien eine interessante Alternative dar. Gleichzeitig eröffnen die optischen und optoelektronischen Eigenschaften dieser Materialien neue Möglichkeiten für die hybride monolithische Integration ultrakompakter optoelektronischer Sensorsysteme. Wir demonstrieren die Integration eines planaren freiraum-optischen Abbildungssystems in Saphir/GaN. Durch die gleichzeitige Optimierung der Beugungseffizienzen der transparenten und reflektiven diffraktiven optischen Bauelemente gelingt eine signifikante Vereinfachung des lithographischen Herstellungsprozesses mit nur einer Strukturierungstiefe. Designüberlegungen, Optimierungs- und Herstellungstechnologien sowie experimentelle Ergebnisse werden diskutiert.