Dünnschicht‐Lichtwellenleiter für das mittlere Infrarot

Mit Halbleitermaterialien und neuen Strukturierungstechniken lassen sich miniaturisierte IR-Sensorsysteme gestalten. Das Ziel sind Chips, die sämtliche Funktionen von der Lichtquelle bis zum Detektor vereinen und Biomoleküle markierungsfrei und empfindlich detektieren.

Bei der infrarotspektroskopischen Untersuchung flüssiger und fester Proben haben sich Totalreflexionskristalle als Lichtwellenleiter durchgesetzt. In der abgeschwächten Totalreflexionsspektroskopie (attenuated total reflection; ATR) wird die Strahlung zunächst in einen Lichtwellenleiterkristall eingekoppelt. Wenn dieser einen größeren Brechungsindex als das Probenmedium aufweist, entsteht an der Grenzfläche zwischen Lichtwellenleiter und Probe eine stehende Welle, die exponentiell abklingend in das Probemedium eindringt, auch als evaneszentes Feld bezeichnet.

Die Eindringtiefe des evaneszenten Felds hängt weitgehend vom Unterschied der Brechungsindizes, dem Totalreflexionswinkel an der Grenzfläche zur Probe und der Wellenlänge des eingestrahlten Lichts (λ) ab. Wie aus der direkten Proportionalität der Eindringtiefe zu λ zu erkennen ist, beträgt gerade im mittleren Infrarot die Eindringtiefe einige Mik

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