Charakterisierung der Transmissionsspektren von nano-strukturierten guided-mode resonance (GMR) Mikrofarbfiltern

Am LENA, in Kooperation mit der TUBS und der PTB, werden nanostrukturierte GMR-Mikrofarbfilter designt, entwickelt und gefertigt. In Kombination mit CCD oder CMOS Bildsensoren sollen damit effiziente spektroskopische Sensoren für Anwendungen in Medizin und Biologie entwickelt werden. Die GMR-Farbfilter basieren auf periodischen Subwellenlängen-Metallgittern in Kombination mit einer dielektrischen Wellenleiterschicht. Die Filterfunktion wird dabei pixel-spezifisch über die Strukturparameter (z.B. Gitterperiode oder Füllfaktor) angepasst. Zur Demonstration wurde ein Filterarray mit Gitterperioden von 220 nm bis 710 nm und entsprechenden Transmissionsmaxima von 380 nm bis 1100 nm realisiert. Mit einem speziell designten Mikroskop-Spektrometer für den UV-NIR Spektralbereich werden die Transmissionsspektren der 10 µm X 10 µm kleinen Filter gemessen und mit rigorosen Simulationsrechnungen verglichen. Wir diskutieren die experimentellen Herausforderungen und stellen das realisierte Messsystem vor. Erste Messungen und die Simulationsrechnungen dokumentieren die geringe spektrale Breite bei niedrigen Seitenbandintensitäten und damit die Eignung als schmalbandige effiziente Mikrofarbfilter.