Gitter sind zentrale optische Elemente zur Beugung, Dispersion und Strahlführung. Am Fraunhofer IOF entwickeln wir hochpräzise Gitterstrukturen für verschiedenste Anwendungen – von der Lasertechnologie bis zur Spektroskopie. Unsere Expertise reicht von klassischen Beugungsgittern bis hin zu innovativen Lösungen für Strahlkombination.
Gittertechnologien für Photonik und Spektroskopie
Maßgeschneiderte Gitterlösungen für anspruchsvolle optische Anwendungen
Ihr Partner für optische Gitterlösungen
Ob für Hochleistungslaser, kompakte Spektrometer oder komplexe Strahlführungssysteme – wir bieten Ihnen individuell angepasste Gitter mit höchster Effizienz und Präzision.
Unsere Leistungsschwerpunkte und Kompetenzen
Gitterdesign und -fertigung
Wir entwickeln das passende Strukturdesign basierend auf Ihren individuellen Parametern (z.B. Wellenlänge, Bandbreite, Polarisation, Einfallswinkel und Effizienzanforderungen). Mithilfe numerischer Simulationen optimieren wir die Gitterstruktur gezielt für Ihre Anwendung.
Hier ein kleines Gadget zur Berechnung eines Gitters:
Wer mehr als 2% Reflexion haben möchte, meldet sich bei uns!
Die Herstellung erfolgt durch hochpräzise Elektronenstrahl-Lithografie und reaktives Ionenätzen, mit denen wir die simulierten Strukturen exakt in die gewünschten Schichtsysteme übertragen. Gefertigt wird auf Substraten bis zu einer Apertur von 275 × 120 mm², 200 × 200 mm² oder auf runden Formaten bis 270 mm Durchmesser. Für eine nahtlose Integration in Ihr optisches System schneiden wir die Gitterelemente anschließend auf das gewünschte Endformat zu.
Für mehr Informationen schauen sie gerne auf unserer Technologieseite vorbei!
Substrat mit maßgeschneiderten Gittern mit Chrommaske vor der Vereinzelung
Lasergitter
Dielektrisches Reflexionsgitter
Unsere dielektrischen Lasergitter sind speziell für den Einsatz in Hochleistungs- und Ultrakurzpulslasersystemen konzipiert. Sie ermöglichen eine effiziente Strahlformung, -teilung oder -kompression bei gleichzeitig hoher thermischer Stabilität und Zerstörschwelle. Typische Anwendungen umfassen die Pulskompression in CPA-Systemen, die Strahlführung in Forschungslasern sowie den Einsatz in Lasern für Trägheitsfusionsexperimente. Durch maßgeschneiderte Designs und präzise Fertigungstechnologien erreichen wir Beugungseffizienzen von über 95 % über hohe spektrale Bandbreiten – mit Spitzenwerten über 99 % bei polarisiertem Licht.
Weitere Informationen auf unserem Produktdatenblatt.
Spektrometergitter
Für spektroskopische Anwendungen bieten wir Reflexions- und Transmissionsgitter mit Linienzahlen von bis zu 3500 Linien/mm an. Diese Gitter decken ein breites Spektrum von UV über VIS und NIR bis hin zu SWIR ab und sind sowohl für niedrige als auch für hohe spektrale Auflösungen ausgelegt. Typische Einsatzgebiete sind Umweltanalytik, astronomische Spektroskopie und industrielle Prozessüberwachung.
Unser Schwerpunkt ist die Entwicklung von maßgeschneiderten Gitterkonzepten für Raumfahrtmissionen – wie z. B. ESA GAIA oder Sentinel 4 – und erdgebundene Astronomie – wie z.B. NIRPS. Unsere Gitter zeichnen sich durch hohe Effizienz, geringe Polarisationssensitivität (<3 %) sowie hohe optische Qualität (Wellenfrontgenauigkeit, Streulicht) aus.
Die Gitter werden mit Elektronenstrahl-Lithografie gefertigt, was die Realisierung verschiedenster Gitterkonzepte, wie z.B. binärer Gitter, Blaze-Gitter und Echelle-Gitter ermöglicht, auch unter Berücksichtigung von Gitteroptimierungen mittels Metastrukturen.
Weitere Informationen zu den Projekten finden Sie hier.
Weitere technische Details auf dem Datenblatt.
Qualifizierungsmodell der Sentinel-4 NIR-Gittereinheit
Gitter zur Strahlkombination
Reflektionsgitter zur multi-kW Strahlkombination bei Wellenlängen von 2µm
Für Anwendungen im Bereich Spektrale Strahlkombination (SBC, aus dem englischen: "Spectral Beam Combining") entwickeln wir hochspezialisierte Gitter, die mehrere Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen effizient zu einem einzigen Strahl kombinieren. Diese Technologie ermöglicht die skalierbare Leistungssteigerung von Lasersystemen – z. B. für industrielle Materialbearbeitung, additive Fertigung oder wissenschaftliche Großanlagen. Unsere SBC-Gitter erreichen Effizienzen bis zu 97 % (unpolarisiert) bzw. 99 % (polarisiert) und sind für Laserleistungen von über 100 kW (cw) ausgelegt. Neben dem Gitterdesign bieten wir auch die Optimierung kompletter SBC-Einheiten an – inklusive mechanischer Integration, Rückseitenentspiegelung und präziser Charakterisierung.
Weitere Informationen auf dem Produktdatenblatt.
Märkte und Anwendungen für optische Gitter
Unsere Gitterlösungen finden Anwendung in einer Vielzahl von Märkten:
- Lasertechnologie (z. B. zur Pulskompression oder Strahlkombination)
- Spektroskopie (z. B. Umweltmonitoring, Lebensmittelsicherheit)
- Astronomie und Raumfahrt (z. B. für Teleskope, Spektrometer und optische Sensorik)
- Medizintechnik (z. B. für Diagnostiksysteme)
- Quantentechnologien
- Anwendungsbeispiel
- und vieles mehr ...
Ihre Vorteile an der Zusammenarbeit mit uns
- Maßgeschneiderte Gitterdesigns für spezifische Anforderungen
- Fertigung im Reinraum mit höchster Präzision
- Interdisziplinäres Know-how in Optik, Lithografie und Simulation
- Enge Zusammenarbeit von Forschung bis Produktintegration
Technische Ausstattung für Gitterherstellung und -charakterisierung
Unsere Fertigung erfolgt in modern ausgestatteten Reinräumen mit hochpräziser Lithografie, Beschichtung und Strukturierung. Für die umfassende Charakterisierung und Qualitätskontrolle stehen hochauflösende Messysteme zur Verfügung: Diese ermöglichen eine bildgebende Analyse der Gitterstrukturen, eine spektral aufgelöste Bestimmung der Beugungseffizienz sowie eine interferometrische Erfassung der Planarität der strukturierten Oberflächen.
