Strukturierte Gitterkoppler auf den Endflächen von Lichtleitfasern für Anwendungen zur spektralen Filterung und Sensorik

Geeignet strukturierte Hochfrequenzgitter in hochbrechenden Schichten auf Lichtleitfaserstirnflächen bewirken eine spektrale und polarisationsabhängige Filterung der aus der Faser austretenden Strahlung. Die starke Abhängigkeit der Filtereigenschaften vom Brechungsindex des umgebenden Mediums oder der Dicke angelagerter dünner Schichten ermöglicht beispielsweise sensorische Anwendungen in Form faserintegrierter, resonanter Gitterkoppler. Auf Lichtleitfasern mit einem Durchmesser von 125µm wurden dazu Schichten aus As35S65 mit Dicken zwischen 250 und 1000nm aufgedampft und mittels DUV-Interferenzbelichtung bei einer Wellenlänge von 248nm strukturiert. Für Anwendungen im sichtbaren Spektralbereich haben die Oberflächengitter eine optimale Gitterperiode von etwa 400nm und Tiefen zwischen etwa 50 und 200nm. Wir berichten über die quantitativen Eigenschaften solcher Strukturen und zeigen auch limitierende Faktoren auf. Bei Einstrahlung von weißem Licht wurde unter anderem eine wellenlängenselektive Unterdrückung der Transmission durch Auskopplung auf weniger als zehn Prozent bei einer Halbwertsbreite von 20nm erzielt.