Interferometer werden für Präzisionsmessungen verwendet. Das Prinzip basiert auf dem Vergleich eines Lichtstrahls von der Probe mit einem Referenzstahl, mit Genauigkeiten bis im Sub-Nanometerbereich. Lösungen nach dem Konzept des Michelson Interferometers erfordern die Aufspaltung und präzise Justierung der beiden Teilstrahlen. Eine deutliche Vereinfachung des Michelson-Interferometers stellt das sog. Stehende-Wellen-Interferometer (SWIF) dar. Sowohl Anregung, Reflexion als auch Detektion erfolgen entlang einer optischen Achse. Referenzstrahlengang und die damit verbundene präzise Justage entfallen. Dieses Konzept funktioniert jedoch nur, wenn die Detektoren selbst als halbtransparente Bauteile gestaltet und mit einem auf wenige Nanometer genau definierten Abstand zueinander ausgerichtet werden.
Diese Detektoren entwickelt das CiS Forschungsinstitut.
Einen definiert halbtransparenten Detektor für Lichtwellenlängen im sichtbaren oder Nahinfraroten zu realisieren, erforderte neue Technologien und höchste Genauigkeit zur Herstellung von nur einigen 10 nm dünnen aktiven Schichten aus dotiertem Silizium oder Polysilizium.
Die Tandemkonfiguration ,bestehend aus zwei solcher Sensoren, ermöglicht Stehende-Wellen-Interferometer mit direkter Auflösung der Bewegungsrichtung zu realisieren. Erste Demonstratoren liegen vor.
Angestrebt werden folgende Leistungsparameter für die transparenten Detektoren:
• Sehr gutes Diodenverhalten (Sperrstrom • Ausreichende Photoempfindlichkeit von etwa ca. 2 µA / mW @633 nm
• Grenzfrequenz: > 10 MHz
• Gute Transparenz: >80 % je Einzeldiode)
• Geringe Reflexion: • Geringe Streuung der Bauteilparameter
• Geringe Unebenheiten der Schichten
• Hohe Genauigkeit / Reproduzierbarkeit der Schichtdicken im Prozess
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden im Forschungsprojekt „Tandemdiode“, durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert. (FKZ: 49VF200011)
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