Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Realisierbarkeit von kompakten spektroskopischen Gassensoren auf Basis photonischer Kristalle. Das zu Grunde liegende Funktionsprinzip basiert auf der Ausnutzung langsamer Gruppengeschwindigkeiten im photonischen Kristall, woraus eine verstärkte Wechselwirkung zwischen Strahlung und Gas in den Poren des photonischen Kristalls resultiert. Mit Hilfe numerischer Methoden wurde ein entsprechendes Wechselwirkungsvolumen aus 2-dimensionalen photonischen Kristallen basierend auf makroporösem Silizium entworfen. Um trotz der Verwendung von photonischen Kristall(Bloch)moden mit extrem niedrigen Gruppenge-schwindigkeiten hohe Transmission durch das Wechselwirkungsvolumen zu erzielen, wurden zwei Konzepte zur effektiven Ein- und Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung untersucht. Mit dem in dieser Arbeit entwickelten Anti-Reflection-Layer (ARL) Konzept, welches auf Kopplung mittels Oberflächenmoden basiert, ist es möglich Transmission von mehr als 90% bei einer Verstärkung der Wechselwirkung zwischen Gas und Licht von mehr als einem Faktor 30 zu erzielen. Entsprechende photonische Kristallstrukturen aus makroporösem Silizium wurden hergestellt. Der zur Herstellung verwendete photo-elektrochemische Ätzprozess wurde weiterentwickelt um Makroporen mit Tiefen von mehr als 450 µm herzustellen. Zur experimentellen Realisierung des ARL Konzeptes gelang es erstmals, tiefe Gräben neben geordneten Makroporenfeldern zu ätzen. Diese Methode liefert neben der ARL-Realisierung zusätzlich noch glatte Koppelkanten für die einfallende Strahlung und erlaubt des weiteren manuelle Vereinzelung von photonischen Kristall Sensorstrukturen mit sub-µm Präzision. Erste optische Messungen zur Charakterisierung der photonischen Kristallstrukturen mit ARL sowie Transmissionmessungen durch photonische Kristallstrukturen mit mehr als 200 Porenreihen in Transmissionrichtung wurden demonstriert.
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