Lichtwellenleiter SX AR LWL 2.0 für bimodale plasmonische RI-Sensoren
Juli 2026
Mit diesem Resist des Monats begeben wir uns auf Neuland für Allresist. Sowohl das wir ein Experimentalmuster als auch eine neue Anwendungstechnologie als Thema gewählt haben, ist neu. Wir wollen jedoch unserer Allresist-Community die Möglichkeit geben, an unseren neusten Forschungsergebnissen zu partizipieren.
In einem Projekt RUBIN – Regionale unternehmerische Bündnisse für Innovation wurden Fertigungstechnologien photonischer Schaltkreise von einem Konsortium aus 13 Partnern untersucht. Das Projekt wurde mit vielen interessanten Ergebnissen 2025 erfolgreich abgeschlossen.
Eine konkrete Anwendung der entwickelten Materialien sind bimodale plasmonische Brechungsindexsensoren (RI-Sensoren), die gemeinsam mit AMO und weiteren Forschungspartnern realisiert wurden. Der Sensor besteht aus einem zweischichtigen SU-8-Wellenleiter mit einem eingebetteten 80 nm dünnen Aluminiumstreifen. Die fundamentale TM-Mode koppelt dort in zwei plasmonische Moden an Ober- und Unterseite des Metalls. Nur die obere Mode reagiert auf Änderungen des Brechungsindex der Umgebung; die untere Mode bleibt an der Al/SU-8-Grenzfläche weitgehend unbeeinflusst. Beim Rückkoppeln in den SU-8-Wellenleiter interferieren beide Moden und erzeugen das Sensorsignal. Die freiliegende Sensorfläche kann für unterschiedliche Analyten funktionalisiert werden.
Für die optische Isolierung wird der Wellenleiter mit einer etwa 6 µm dicken Cladding-Schicht SX AR LWL 2.0 ummantelt. Die Cladding-Schicht wird nur über dem Aluminiumsensor photolithographisch (i-line) geöffnet (Step 5 in Abb. 1). Das Polymer ist mit der SU-8-Prozessierung kompatibel und besitzt bei 1,55 µm einen Brechungsindex von etwa 1,42; der Brechzahlkontrast zum SU-8-Kern liegt bei rund 0,14. Die vollständigen Ergebnisse wurden 2025 im Fachjournal Optics Express veröffentlicht (DOI: 10.1364/OE.553386).
Abb. 1: Herstellungsschema der bimodalen plasmonischen RI-Sensoren.
Quelle: O. Bhalerao et al., “High-sensitivity polymer-based bimodal plasmonic refractive index sensors with polymer cladding,” Optics Express 33(5), 9813-9824 (2025), Fig. 2, doi:10.1364/OE.553386, CC BY 4.0.
Mit der LWL-Serie hat Allresist ein fluoriertes Copolymer entwickelt, dessen Brechungsindex sich über das Monomerverhältnis anpassen lässt. Darüber hinaus sind die Polymere der LWL-Serie einfach photolithographisch strukturierbar und weisen Brechungsindizes im Bereich von etwa 1,4 bis 1,55 auf. Wir bieten interessierten Anwendern an, die Eignung dieser Spezialresists für eigene optische Anwendungen gemeinsam mit uns zu prüfen. Sprechen Sie uns an!
Aufgrund der interessanten Ergebnisse haben wir das Polymer für LWL zum Resist des Monats gekürt.