Quasi-statischer MOEMS-Gitterscanner zum spektralen Durchstimmen eines MIR-Quantenkaskadenlasers

Abstract

Zusammenfassung Breitbandig durchstimmbare Infrarotstrahlung im mittleren Wellenlängenbereich von etwa 3 bis 10 µm bzw. 1000 bis 3200 Wellenzahlen kann effizient zur Spektroskopie gasförmiger, flüssiger oder fester Stoffe und Gemische verwendet werden. In diesem Beitrag wird ein neuartiges quasi-statisches mikro-opto-elektro-mechanisches (MOEMS) Gitter zur spektralen Durchstimmung einer Infrarotlichtquelle auf Basis eines Quantenkaskadenlasers (QCL) vorgestellt. Das Konzept vereint die Vorteile breitbandiger Quellen mit denen kohärenter Laserquellen in einem miniaturisierten Aufbau. Das quasi-statische Antriebsprinzip erlaubt im Gegensatz zur resonanten Bewegung das Scannen mit vorgegebenen Trajektorien und einstellbarer Geschwindigkeiten und damit eine höhere spektrale Auflösung. Zur Stabilisierung der Bewegung wird MOEMS-Bauelement mittels integrierter Positionssensoren geregelt. Dieser Beitrag stellt die dynamischen Eigenschaften eines MOEMS-Mikrospiegels mit integriertem Beugungsgitter, sowie die damit gewonnenen experimentellen Ergebnisse beim Durchstimmen eines QCL im Bereich von 4150 bis 4600 nm Wellenlänge vor.