Wo "Defekte" erwünscht sind – Photonische Kristalle

Das Prinzip von photonischen Kristallen ist, die Ausbreitung von Licht durch so genannte „Defekte“ gezielt zu steuern beziehungsweise zu unterdrücken. Durch die systematische Anordnung vieler Defekte können einfache optische Funktionen realisiert werden. Ein wesentlicher Vorteil dieser Technologie ist, dass sehr viele optische Funktionen in einem sehr kleinen Volumen von nur wenigen Kubikmillimetern integriert werden können. Somit können auch komplexe optische Systeme, beispielsweise für die zukünftige optische Informationsverarbeitung, realisiert werden.

Für die Herstellung dieser optischen Elemente werden im Projekt Bauplattformen aus nanoskaligen Polymeren entwickelt. Sie erhalten ihre optische Funktionalität durch einen nachgeschalteten Laserprozess. Mittels hochauflösender Femtosekundenlaser werden zunächst einzelne Bereiche der Polymerstruktur modifiziert, woraus in folgenden Prozessschritten die Defektstellen entwickelt werden. Die genaue Position und Verknüpfung der einzelnen Defektstellen zu einem funktionierenden optischen System wird zuvor durch neue Simulationswerkzeuge ermittelt, welche speziell für dieses Herstellungsverfahren entwickelt werden.

In diesem von der Europäischen Union geförderten Forschungsprojekt will das LZH zusammen mit fünf weiteren europäischen Partnern [BASF AG (D), Thales (F), TU-Denmark (DK), PhotonDesign (UK), ENSTB (F)] Prozess- und Materialtechnologien entwickeln, die die schnelle und flexible Herstellung von dreidimensionalen photonischen Kristallen ermöglichen. Parallel dazu sollen auch die Simulations- und Designwerkzeuge optimiert werden. Zu den ersten geplanten Strukturen zählen Wellenleiter und Filter für Anwendungen in der Telekommunikation. Schon jetzt rechnet man damit, dass photonische Kristalle in der optischen Informationsverarbeitung die Rolle einnehmen können wie sie Halbleiter und Chips für die gegenwärtige Computertechnologie haben.

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Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Michael Botts
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Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.