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Titel |
TI |
[DE] Adaptiver optischer Filter bzw. spektral einstellbare Lichtquelle |
| 71/73 |
Anmelder/Inhaber |
PA |
Hochschule Furtwangen, 78120, Furtwangen, DE
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| 72 |
Erfinder |
IN |
Ivanov, Alexey, 78120, Furtwangen, DE
;
Kovacs, Andras, 78120, Furtwangen, DE
;
Kronast, Wolfgang, 79199, Kirchzarten, DE
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Mescheder, Ulrich, 78120, Furtwangen, DE
;
Müller, Bernhard, 78052, Villingen-Schwenningen, DE
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| 22/96 |
Anmeldedatum |
AD |
07.12.2013 |
| 21 |
Anmeldenummer |
AN |
102013013239 |
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Anmeldeland |
AC |
DE |
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Veröffentlichungsdatum |
PUB |
23.07.2015 |
33
31
32 |
Priorität |
PRC
PRN
PRD |
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| 51 |
IPC-Hauptklasse |
ICM |
B81B 7/02
(2006.01)
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| 51 |
IPC-Nebenklasse |
ICS |
G01B 9/02
(2006.01)
G01J 3/26
(2006.01)
G02B 5/20
(2006.01)
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IPC-Zusatzklasse |
ICA |
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IPC-Indexklasse |
ICI |
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Gemeinsame Patentklassifikation |
CPC |
G01J 2003/1243
G01J 2003/1247
G01J 2003/1282
G01J 3/10
G01J 3/12
G02B 26/007
G02B 26/0833
G02B 5/285
G02B 5/288
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MCD-Hauptklasse |
MCM |
B81B 7/02
(2006.01)
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MCD-Nebenklasse |
MCS |
G01B 9/02
(2006.01)
G01J 3/26
(2006.01)
G02B 5/20
(2006.01)
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MCD-Zusatzklasse |
MCA |
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Zusammenfassung |
AB |
[DE] Die Erfindung ermöglicht die Realisierung zeitlich sehr schnell durchstimmbarer Lichtquellen bzw. sehr schnell durchstimmbarer Spektrometer mit den Techniken der Mikrosystemetechnik. Die technische Lösung beruht auf einer speziellen Technologie von optischen Filtern, die aus sogenannten Multilayer-Strukturen bestehen, und deren Integration zu einem Gesamtsystem zur Erreichung einer spektral einstellbaren Lichtquelle. Durch geeignete Wahl der Brechungsindizes der periodischen Layer konnte gezeigt werden, dass mit dieser optischen Plattform die optischen Eigenschaften von solchen Multilayer-Strukturen so gesteuert werden können, dass eine Vielzahl von optischen Spektren gezielt eingestellt werden können, so z. B. schmalbandige Rugate-Filter, bei denen sogenannte Seitenbanden in der Reflexion soweit unterdrückt werden können, dass solche auf Si-Chips erzeugte Multilayer-Strukturen zu nahezu monochromatischem Licht führen (wobei die jeweilige Wellenlänge durch die gewählte Multilayerstruktur festgelegt und zunächst nicht veränderbar ist). Je nach Typ des Spektrums arbeiten die Filter im Reflexions- oder im Transmissionsmode. Im Kern der Erfindung stehen Verfahren, wie aus solchen „passiven” Filterstrukturen durchstimmbare optische Filter entstehen, die um gewünschte zentrale Wellenlängen (MIR-UV) sehr schnell moduliert werden können. Dazu können zwei getrennte Möglichkeiten eingesetzt werden: a) hier werden die Filterstrukturen auf elektrostatisch auslenkbaren Kippspiegel angeordnet. Damit wird nach ersten Systemsimulationen und Messungen eine Verstimmbarkeit der Wellenlängen von ±70–100 nm mit Frequenzen im kHz-Bereich als erreicht. Der Verkippungswinkel wird dabei mit Hilfe von geeignet gewählten Gegenelektroden (der verkippte Spiegel fungiert als variable Elektrode), die ortsfest auf dem Substrat aufgebracht werden, und durch geeignete Aufhängung/Verbindung des Spiegels zum Substrat bestimmt. Die Vermessung des Kippwinkels erfolgt anhand von ebenfalls integrierten Referenzelektroden durch Messung der Kapazitäten (Differenzkapazität), so dass die gescannten Wellenlängen auch elektronisch geregelt werden können. Alternativ kann in einer weiteren Variante die Verkippung des Spiegels durch elektromagnetische Prinzipien erreicht werden, indem auf dem Spiegel mit Methoden der Mikrotechnik eine Dünnschichtspule realisiert wird, die mit Strom beaufschlagt wird und die so eine Verkippungskraft in einem extern erzeugt Magnetfeld erzeugt. Für eine darüber hinausgehende Verstimmung (z. B. Abdeckung des gesamten sichtbaren Spektrums) wird die Wellenlängenverschiebung durch Füllung der die Multilayer-Schichten bildenden porösen Struktur erreicht. Die mit der Befüllung zusammenhängende Kapazitätsänderung der Multilayerstrukturen wird auch in diesem Fall ... |
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Entgegengehaltene Patentdokumente/Zitate,
in Recherche ermittelt |
CT |
DE000060130363T2
DE102008059158A1
US000006591035B2
US000007002697B2
US000007088884B2
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Entgegengehaltene Patentdokumente/Zitate,
vom Anmelder genannt |
CT |
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Entgegengehaltene Nichtpatentliteratur/Zitate,
in Recherche ermittelt |
CTNP |
Chen, Shih-Jui, et al. "Arrayed, Piezoelectrically-Actuated Mirrors and Gratings for Spectrometer", NSTI-Nanotech 2010, 2010. p 0;
Kovacs, A., et al. "Portable optical sensor using tunable optical multilayers." Sensors, 2013 IEEE. IEEE, 2013. p 0;
Lammel, Gerhard, et al. "Tunable optical filter of porous silicon as key component for a MEMS spectrometer." Microelectromechanical Systems, Journal of 11.6 (2002), S. 815-828. p 0;
Salgado, G. García, et al. "Porous silicon organic vapor sensor." Optical Materials 29.1 (2006): 51-55. p 0
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Entgegengehaltene Nichtpatentliteratur/Zitate,
vom Anmelder genannt |
CTNP |
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Zitierende Dokumente |
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keine Treffer
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Sequenzprotokoll |
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Prüfstoff-IPC |
ICP |
B81B 7/02
G01B 9/02
G01J 3/10
G01J 3/12
G02B 5/20
G02B 5/28
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