Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik in Kooperation mit den Leibniz-Instituten FBH und IHP
Quantenkaskadenlaser (QCLs) basieren auf Intersubband-Übergängen im Leitungsband einer Halbleiterschichtstruktur und können durch geeignetes Schichtdesign auf Leistung oder Abstimmbarkeit bei großen Wellenlängen optimiert werden. Die Emissions-wellenlänge des Chipmaterials kann in externen Resonatoren mit einem Beugungsgitter eingestellt werden. Zu diesem Zweck werden mikro-opto-elektromechanische Systeme (MOEMS) verwendet.
Resonanzgitterscanner folgen einer sinusförmigen Trajektorie und ermöglichen sehr hohe spektrale Abtastgeschwindigkeiten von bis zu 1 kHz. Diese Laserquellen ermöglichen eine Echtzeitspektroskopie für eine schnelle Qualitäts- und Prozesskontrolle oder die Entwicklung mobiler oder sogar tragbarer Geräte.
Quasistatische Gitterscanner erlauben einzelne Wellenlängen oder folgen nahezu jeder gewünschten Trajektorie und ermöglichen so beliebige spektrale Abtastgeschwindigkeiten mit Wiederholraten von bis zu mehreren 10 Hertz. Sie können herkömmliche QCLs mit externem Resonator in vielen Anwendungen ersetzen, haben jedoch eine viel geringere Größe und eine erhöhte Funktionalität.
Das Fraunhofer IAF baut hochintegrierte EC-QCLs für den Wellenlängenbereich im mittleren Infrarotbereich, die einzigartige spektrale Abtastgeschwindigkeiten mit einer extrem geringen Stellfläche kombinieren.