Optische Glasfaserspitzen für photonische Mikrosensorsysteme

Substrukturierte Glasfaserspitzen besitzen ein hohes Anwendungspotential in der optischen Sensorik sowie in photonischen Mikrosystemen. Die Miniaturisierung von Sensorsystemen und die technische Realisierung mit optischen Glasfasern ermöglichen neue Sensordesigns mit verbesserten Eigenschaften und erweiterter Funktionalität. Die Herstellung von komplexen photonischen Mikrostrukturen, am Faserende oder im Inneren von Glasfasern in Gestalt von Spitzen und Kavitäten unterschiedlicher Ausformung, erfolgte mittels chemischen Nass- und Trockenätzverfahren. Die selektive Faserspitzenprofilierung bis in Nanometerdimensionen wurde hierbei durch stark unterschiedliche Ätzraten, in Abhängigkeit der Ätzbehandlung und der Dotierungscharakteristik der Glasfasern, erreicht. Basierend auf ätzstrukturierte Mikrokavitäten mit eingebundenen Faserspitzen gelang es, hochempfindliche Fabry-Pérot-Temperatursensoren herzustellen. Ferner wurden durch die Kombination von geätzten Glasfaserspitzen mit Faser-Bragg-Gitter-basierten Faserlaser-Resonatoren hochsensitive Dehnungssensoren gefertigt. Die Präparation der Glasfaserspitzen und die Charakterisierung der neuartigen Sensorlösungen werden vorgestellt.