Optische Faserspitzen für nanoskopische Anwendungen

Quarzglasbasierte Fasertaper mit Spitzendurchmessern von wenigen 10 nm werden vielseitig angewendet, z.B. bei AFM, SERS, usw. Dabei nutzt man dotandenbeeinflußte Ätzgeschwindigkeitsunterschiede zur Spitzenausformung aus. Wir untersuchten die Möglichkeit der Herstellung sehr feiner Spitzenstrukturen unter Ausnutzung des in einigen Fasertypen vorhandenen Mittendips. Dabei ist die Dotandenkonzentration im Zentrum der Faser herstellungsbedingt praktisch auf Null abgesenkt und die Ätzrate wird minimiert. Wir untersuchten das Ätzverhalten germanium- und phosphordotierter Fasern und konnten dabei eine extreme Konzentrationsabhängigkeit der Ätzrate feststellen. Es wurde ein Gasphasenätzverfahren mittels HF-Dampf angewendet. Der Vorteil ist, daß alle Reaktionsendprodukte gasförmig anfallen (SiF4, GeF4, PF3) und Oberflächenkondensationen, die häufig zu Ätzinhomogenitäten führen, vermieden werden. Dabei wurden sehr schlanke Fasertaper mit Spitzendurchmessernwerten um 50 nm präpariert. Im Beitrag werden technologische Untersuchungen (Ätzgeschwindigkeiten, Dotandenkonzentrationen), geometrische sowie topologische Charakterisierungen vorgestellt.