Chromatischer Sensor mit mikrooptischen Strukturen

Spektralauflösende Systeme erleben derzeit eine signifikante Erweiterung in ihrer Anwendungsbreite. Während sie früher vor allem in Wissenschafts- und Industrielaboren genutzt wurden, finden sie gegenwärtig vielfältige Marktzugänge z.B. in die Pharmazie, bieten neue, ressourceneffiziente Möglichkeiten in der Landwirtschaft, erlauben dezidiertes Umweltmonitoring oder werden in der Recyclingindustrie genutzt. Mit der Verbreiterung der Anwendungsvielfalt sind steigende Anforderungen an zukünftige Spektralsensoren verbunden, die mit herkömmlichen Lösungen nicht oder nur unzureichend erfüllt werden können. Dies betrifft besonders die wechselseitige Beschränkung essentieller optischer Funktionen untereinander, als auch gegenüber Forderungen bezüglich Robustheit und Bauraum.

Im Rahmen des Vorhabens ‚ChromSens‘ wird ein neuartiger, kompakter Simultan-Spektralsensor erforscht, der eine große spektrale Bandbreite mit gleichzeitig hoher spektraler Auflösung vermessen kann. Durch den Einsatz eines neuartigen und sehr anspruchsvollen optischen Elements (Kreuzgitter auf gekrümmter Fläche) gelingt es, diesen Spektralsensor sehr kompakt und robust zu realisieren. Hierdurch können neue Anwendungsfelder, insbesondere außerhalb des Laborbetriebs erschlossen werden.

Dieses Kreuzgitterelement ist jedoch äußerst anspruchsvoll in der Herstellung, sodass ein wesentliches Projektziel die Erarbeitung einer neuen Technologiekette zu dessen Fertigung ist. Um das Kreuzgitter mit sehr unterschiedlichen Tiefen in orthogonaler Orientierung auf einer gekrümmten Fläche zu realisieren, sollen die direktschreibende Laserlithografie und die Zwei-Photonen-Lithografie („2P-Lithografie“) mit sukzessiv angewandten selektiven Trockenätzprozessschritten (Reactive Ion Beam Etching“) maßgeschneidert kombiniert werden.