Subwellenlängenstrukturen in photonischen Bauelementen - Strukturierung von Dielektrika mittels geformter Femtosekundenlaserpulse

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Optische Bauelemente mit Strukturdimensionen im Bereich unterhalb der verwendeten Wellenlänge ermöglichen die Ausnutzung von besonderen Effekten, die auf zwei Grundkonzepten beruhen. Resonanzen geführter Moden eines Schichtwellenleiters, die durch eine periodische Nanostruktur erzeugt werden, können für spektral schmalbandige oder polarisationsselektive Filter verwendet werden. Weiterhin verwendet man Strukturen die deutlich kleiner als die Wellenlänge sind, um künstlich Brechungsindizes zu erzeugen, die auf der Mittelung von Lichtwellen über Volumenelemente basieren. In diesem Forschungsvorhaben wird die Herstellung von solchen Sub-100-nm-Strukturen mittels geformter Femtosekundenlaserpulse untersucht. Diese Methode ist besonders für die in der Optik wichtigen dielektrischen Materialien geeignet, da es im Gegensatz zu bekannten Methoden, wie z.B. der Elektronenstrahllithographie, nicht zu Aufladungsproblemen kommt. Die Arbeiten beinhalten die Entwicklung eines schmalbandigen Filters mit Photonischer Kristallstruktur für den sichtbaren Spektralbereich und die Untersuchung Photonischer Kristalle mit künstlich erzeugten, graduellen Brechungsindexverläufen im nahen Infrarot. Weitere Themen sind die materialselektive Bearbeitung von Dünnschichten und eine Vergleichsstudie mit bekannten Herstellungsmethoden.