Mikrosystem-basierte External Cavity Diode Laser

Als Anregungslichtquelle für die Raman-Spektroskopie werden schmalbandige Diodenlaser in externer Kavität für eine Emission im roten Spektralbereich entwickelt. Die Realisierung der kompakten Lichtquellen erfolgt mittels mikrooptischer Komponenten. Die Lichtquellen bilden die Grundlage für portable Raman-Spektroskopiesysteme mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in Bereichen der Biologie, Medizin und Pharmazie. In der Lebensmittelkontrolle kommen die entwickelten Diodenlaser vor Ort bereits bei der Beschaffenheitsanalyse von Fleisch zur Anwendung.
Darüber hinaus wurde das Konzept für eine Entwicklung von Anregungslichtquellen für die Shifted Excitation Raman Difference Spectroscopy (SERDS) erweitert.

  • Mikrosystemlichtquelle bei 671 nm für SERDS
    [+] Mikrosystemlichtquelle bei 671 nm für die Shifted Excitation Raman Difference Spectroscopy - SERDS
  • 671 nm ECL-Mikrosystemlichtquelle für die Raman-Spektroskopie
    [+] 671 nm ECL-Mikrosystemlichtquelle für die Raman-Spektroskopie

Funktionsprinzip

Ein rückseitig entspiegelter Breitstreifen- oder Trapezlaser wird auf einer mikrooptischen Bank montiert. Das Licht der Rückseite wird über Mikrooptiken auf ein Reflexions-Bragg-Gitter (RBG) abgebildet. Das Bragg-Gitter bestimmt die Emissionswellenlänge und die spektrale Breite der Emission. Letztere ist typischerweise im Bereich von 100 pm.

Anwendungen

  • Anregungslichtquelle für die Raman-Spektroskopie und Shifted Excitation Raman Difference Spectroscopy (SERDS)
  • Pumplichtquelle für die nicht-lineare Frequenzkonversion

Typische Wellenlängen

  • 671 nm
  • 785 nm

Technologie und Montage

  • Halbleiter-Schichtstrukturen mit MOVPE
  • Breitstreifenlaser und Trapezlaser mit rückseitiger Entspiegelung
  • Aktive Montage auf mikrooptische Bank

Typische Daten

  • 1,5 W aus einem Breitstreifenlaser einer Breite von 100 µm bei 671 nm
  • 5 W Spitzenleistung aus einem Trapezlaser bei 671 nm
  • Spektrale Breite kleiner 100 pm (95% der Leistung)
  • Zuverlässiger Betrieb über 14500 Stunden
  • Kompakte Bauweise

Die Entwicklungen der Diodenlaser fanden im BMBF-Projekt FreshScan statt und wurden durch den Projektträger VDI/VDE Innovation + Technik GmbH begleitet (Laufzeit: 01.07.2006 - 31.12.2009).