Optische Dämpfung dünner Schichten

Die Messung der optischen Eigenschaften einer Lichtwellenleiterschicht wird mittels einer Anordnung zweier Prismen aus Spezialglas mit hohem Brechungsindex (SF10) in Verbindung mit einer Koppelflüssigkeit realisiert, die am Detektionsprisma die Messung der optischen Intensität mit Hilfe einer Germaniumphotodiode ermöglicht. Die Messung ist an einen PC gekoppelt, der sowohl die Steuerung der Messabläufe als auch Datenerfassung und Auswerteprozeduren gestattet. Es wird polarisiertes Laserlicht mehrerer Wellenlängen in zwei Polarisationsebenen verwendet.

Damit das Licht in der Schicht geführt wird, muss der Brechungsindex des zu untersuchenden Polymers zwischen dem vom Substrat (i.d.R. Quarzglas n=1,48) und dem des Prismenglases (SF10 n=1,72) liegen.

Der Brechungsindex und die Schichtdicke des Wellenleiters wird durch m-Linien-Ermittlung bei Verwendung eines goniometrischen Verfahrens sowie einer interaktiven Auswertung des Intensitätsspektrums bestimmt.

Die optische Dämpfung wird durch Messung des im Wellenleiter geführten Lichtanteils bei linearem Fahren des Detektionsprismas mit wählbarer Geschwindigkeit ermittelt.

 

Anwendungen

Es können Schichten in einem Bereich von etwa 2 bis 20 µm in Abhängigkeit vom Brechungsindex vermessen werden. Dadurch wird eine einfache, schnelle und genaue Bestimmung von Brechungsindex und Schichtdicke an Lichtwellenleitern auf unterschiedlichen ebenen Substraten ebenso wie die präzise Messung der optischen Dämpfung über die Wegkoordinate realisiert.

 

Spezifikationen

  • Eigenentwicklung des Fraunhofer PYCO,
  • Messwellenlängen: 635, 1310, 1550 nm,
  • Polarisationsprisma: Glan Thomson Polarisationprisma (TM-, TE-Moden),
  • Stellantriebe: Verschiebetisch, Drehtisch und Messtisch mit Mikroschrittmotorantrieben und PC-Steuerkarte der Firma Micos Umkirch,
  • Detektoren: Photodioden Hamamatsu B1720-02 und Hamamatsu B1918-01 mit Präzisionssignalverstärkern der Firma Femto Messtechnik Berlin,
  • Messgenauigkeit: Brechungsindex: 2x10-4,
  • Optische Dämpfung: 0,1 bis 2,0 dB/cm