Untersuchungen zu Fabry-Pérot Filterfeldern - KOBRA - Universität ...

3 Theoretische Betrachtung von Spektrometern verschiedener Bauformen und Grundprinzipien
Als Substrat wurde Borosilicatglas verwendet und Siliziumnitrid sowie Siliziumdioxid als
Materialien für die Spiegel. Da Siliziumnitrid eine höhere Brechzahl hat als Siliziumdioxid,
wird es hier mit und Siliziumdioxid mit bezeichnet.
Transmissiongrad [1]
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
500 550 600 650 700 750 800
Wellenlänge [nm]
DBR 14,5
Perioden
DBR 9,5
Perioden
DBR 4,5
Perioden
Abbildung 17: Modellierter Transmissionsgrad verschiedener Bragg-Spiegel aus SiO2 (L) und Si3N4 (H) auf
Borosilicatglas mit einer Designwellenlänge von 650 nm. Variiert wurde die Anzahl der Perioden des Spiegels: 4,5,
9,5 und 14,5 Perioden.
Abbildung 17 zeigt die Ergebnisse der Modellrechnungen, zu sehen sind die
Transmissionsgrade für verschiedene Anzahlen von Perioden bei einem Schichtsystem
der Form . Die Designwellenlänge, für die dieser Spiegel ausgelegt ist, beträgt
. Die Simulation zeigt, dass der Spiegel nicht nur Wellenlängen der
Designwellenlänge reflektiert, sondern ein spektrales Band, dessen augenscheinliche Mitte
bei der Designwellenlänge liegt. Dieses Band hoher Reflektivität wird als Stoppband
bezeichnet.
Die Verwendung dieser Spiegel beim Bau eines Fabry-Pérot-Filters bringt auch spezifische
Anforderungen an die Spiegel mit sich. So sollte das Stoppband spektral möglichst breit sein
und in diesem Bereich einen hohen Reflexionsgrad und geringen Transmissionsgrad
aufweisen. Der Transmissionsgrad ist für die Designwellenlänge am geringsten und hängt
von der Anzahl der Perioden des Bragg-Spiegels ab. Je größer die Anzahl Perioden ist,
• umso geringer ist die transmittierte Energie der Designwellenlänge,
• umso steiler sind die Flanken des Stoppbandes und
43