Dissertation

5. Optische Systemintegration 105
den Ort des Detektors markiert. Bei Dejustage kommt der Spot, wie in Bild 5.4 (b)
dargestellt, zum Vorschein.
(a) (b) (c)
HeNe-Laser
632,8 nm
Spiegel
Saphir
Beleuchtung
CCD-Kamera
4x Quarzglas
Reflexionsschicht
Strahlteilerwürfel
Mikroskopobjektiv
Bild 5.4.: (a) Versuchsaufbau, (b) Detektionsebene bei optimaler Justage und (b)
leichter Dejustage.
Die Analyse der aufgenommenen Spots ergab FWHM-Durchmesser (full width
at half maximum) von 4,1 µm in x bzw. 4,6 µm in y. Unter Berücksichtigung der
Öffnung sind diese Spotgrößen annähernd beugungsbegrenzt.
Ein Vorteil eines solchen durch Mikrotechnik hergestellten Systems ist die gute
erreichte Positionsgenauigkeit der Fokuspunkte. Ein Nachteil ist die schlechte
Effizienz der binären DOEs. Es können bei diesem System bestehend aus einem
binären Phasengitter und einem binären Phasenhohlspiegel schon theoretisch nur
knapp 16% des einfallenden Lichtes den Detektor erreichen. Durch die Verwendung
mehrstufiger DOEs ist eine Effizienzsteigerung möglich, allerdings erhöht
sich dann der technologische Aufwand. Dieses Testsystem ist noch auf den Einsatz
großer Peripheriegeräte angewiesen. Gelingt allerdings die direkte Integration
GaN-basierter Lichtquellen (LEDs oder Laser) und Detektoren auf dem Wafer,
so kann eine maximale Integrationsstufe erreicht werden.
Eine Alternative zur Ausführung von optischen Flächen als diffraktive Elemente
ist die Verwendung refraktiver optischer Komponenten. Hier ergeben sich keine
Verluste durch Beugung in ungewünschte Ordnungen, allerdings muss auf andere
Herstellungsprozesse zurückgegriffen werden.
5.3. Integriertes Messsystem in PMMA zur
Streulichtanalyse
Wenn die aktiven optischen Elemente nicht direkt auf dem Substrat integriert
werden können, ist eine Lösungsmöglichkeit die Verwendung einer planaren Strahler-Empfänger-Baugruppe
[79,80]. Eine solche Baugruppe besteht aus einem planaren
Chip auf dem die aktiven optischen Komponenten monolithisch oder durch