Herstellung von integriert-optischen Sensorstrukturen in Polymersubstraten basierend auf Brechzahländerungen durch ultraviolette Laserstrahlung

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der laserlithographischen Herstellung von integriert-optischen Sensorstrukturen in Substraten, die auf dem Polymer Polymethylmethacrylat (PMMA) basieren. Zur Bestrahlung der Polymere wurde ein Kryptonfluorid-Excimerlaser eingesetzt. In den bestrahlten Bereichen ändern sich die optischen Eigenschaften des Polymers, so dass Lichtwellenleiter entstehen. Bisher wurde mit dieser Methode im Wesentlichen nur gerade Wellenleiter mit und ohne Bragg-Gitter ausschließlich in homopolymeren PMMA-Substraten realisiert. Ziel der Arbeit war daher die Erweiterung des Verfahrens auf komplexere Elemente und temperaturstabilere Polymere sowie eine effektive Verkürzung der Prozesszeit. Im Rahmen der Arbeit konnten erstmals Wellenleiter in Polymethacrylmethylimid erzeugt werden sowie die Machbarkeit von Mach-Zehnder-Interferometern belegt werden. Es wurde aufgezeigt, dass durch eine in die Prozesskette integrierte Sensitivierung eine Verkürzung der Gesamtschreibzeit bei der Herstellung von Wellenleite-Bragg-Gittern um eine Größenordnung erzielt werden kann. Dadurch verbessern sich zudem die optisch-funktionalen Eigenschaften der Strukturen.