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Optische Detektionsverfahren in der Sensorik

Gitterkoppler

Oft wird die Änderung des Brechungsindexes verwendet, um die Reaktion eines Analyten mit einer immobilisierten Erkennungsstruktur zu beobachten. Der Gitterkoppler ist, ebenso wie der Prismenkoppler, eine Methode, bei der der Brechungsindex über das Evaneszentfeld der im Wellenleiter geführten Strahlung bestimmt wird.

Prinzip

  • Ein Oberflächengitter wird zur Einkopplung von Licht in einen Wellenleiter bzw. zur Auskopplung genutzt.
  • Der effektive Brechungsindex beeinflusst die Gitterkonstante und damit auch die Interferenzeigenschaften für elektromagnetische Strahlung.
  • Nur für bestimmte Winkel kommt es bei gegebener Wellenlänge zu konstruktiver Interferenz, d.h. nur bei diesen Winkeln kann Licht ein- bzw. auskoppeln.
  • Gitterkoppler können im Reflexionsmodus verwendet werden, oder es kann die in den Wellenleiter eingekoppelte bzw., bei umgekehrtem Lichtweg, die aus dem Wellenleiter ausgekoppelte Strahlung gemessen werden.

Aufbau

Abb.1
Abb.2

Signal

Verschiebung des Kopplungswinkels in Abhängigkeit des effektiven Brechungsindexes. Signal als Peak oder Dip, je nach Typ der Messung (ausgekoppeltes oder reflektiertes Signal).

Abb.3
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