DE10110468A1 - Filterelement - Google Patents
FilterelementInfo
- Publication number
- DE10110468A1 DE10110468A1 DE2001110468 DE10110468A DE10110468A1 DE 10110468 A1 DE10110468 A1 DE 10110468A1 DE 2001110468 DE2001110468 DE 2001110468 DE 10110468 A DE10110468 A DE 10110468A DE 10110468 A1 DE10110468 A1 DE 10110468A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- filter element
- radiation
- filter
- nanotubes
- filtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
Ein Filterelement zum Filtern mindestens eines Wellenlängenbereichs von auf das Filterelement auftreffender Strahlung weist eine Vielzahl von Nanoröhren auf, wobei mittels der gewählten Länge der Nanoröhren die Filtercharakteristik des Filterelements einstellbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Filterelement.
Ein solches Filterelement ist bekannt.
Bei dem bekannten Filterelement ist auf ein Substrat eine
Reflex-Beschichtung aufgebracht zum Verspiegeln für eine
mittels des Filterelements aus einem optischen Bereich des
Spektrums auszufilternde Wellenlänge.
Bei diesem Filterelement weist das Substrat selbst für die
der auszufilternden Wellenlänge benachbarten Wellenlängen
einer Strahlung eine möglichst hohe Transmission auf.
Weiterhin ist es bekannt, ein Filterelement zu realisieren,
indem Kristalle mit definierten Verunreinigungen, das heißt
Dotieratomen, verwendet werden, die in dem Kristall
Adsorptionslinien besitzen, deren Wellenlänge genau der
Wellenlänge der Strahlung entspricht, die aus der
auftreffenden Strahlung herausgefiltert werden soll.
Weiterhin sind aus [1] Grundlagen über Kohlenstoff-Nanoröhren
und deren grundlegende Eigenschaften bekannt.
In [2] sind Herstellungsverfahren beschrieben, die ein selbst
justiertes Wachstum von Kohlenstoff-Nanoröhren ermöglichen.
In [3] ist ein Verfahren zum Herstellen von einer Folie aus
Kohlenstoff-Nanoröhren bekannt, welche auch als Bucky-Paper
bezeichnet wird.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein weiteres
Filterelement anzugeben, welches sehr einfach und
kostengünstig herstellbar ist und eine geringere Größe
aufweist als die bekannten Filterelemente.
Das Problem wird durch das Filterelement mit den Merkmalen
gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst.
Ein Filterelement zum Filtern mindestens eines
Wellenlängenbereichs von auf das Filterelement auftreffender
Strahlung weist eine Vielzahl von Nanoröhren auf, wobei
mittels der gewählten Länge der Nanoröhren die
Filtercharakteristik des Filterelements einstellbar ist.
Anschaulich kann die Erfindung darin gesehen werden, dass ein
wellenlängenselektives Filter mit Nanoröhren, vorzugsweise
mit Kohlenstoff-Nanoröhren, verwendet wird.
Ein solches Filterelement ist sehr einfach und kostengünstig
herstellbar und weist aufgrund der geringen Größe der
Kohlenstoff-Nanoröhren, die üblicherweise einen Durchmesser
von einem bis einigen 10 nm und eine Länge von bis zu einigen
Mikrometern auf.
Anschaulich wird somit mittels des Filterelements ein
einstellbar vorgegebenes Teilspektrum des Gesamtspektrums der
auf das Filterelement auftreffenden Strahlung
herausgefiltert.
Die Nanoröhren können zu einer Nanoröhren-Schicht angeordnet
sein, beispielsweise kann sogenanntes Bucky-Paper verwendet
werden, in dem Kohlenstoff-Nanoröhren zu einer dünnen Schicht
bzw. dünnen Folie zusammen angeordnet sind.
Ein Filtersystem zum Übertragen und Filtern von Strahlung,
vorzugsweise von optischer Strahlung, weist einen ersten
Lichtwellenleiter auf, über den Strahlung mit einem
vorgegebenen Spektrum übertragen werden kann. Ausgangsseitig
ist der erste Lichtwellenleiter mit einem Filterelement zum
Filtern mindestens eines Wellenlängenbereichs aus dem
Spektrum der auf das Filterelement auftreffenden Strahlung
gekoppelt, wobei das Filterelement eine Vielzahl von
Nanoröhren aufweist. Die Filtercharakteristik des
Filterelements ist über die jeweils variabel wählbare Länge
der Nanoröhren in dem Filterelement einstellbar. An den
Ausgang des Filterelements kann ein zweiter Lichtwellenfilter
gekoppelt sein, über den die aus dem Filterelement
austretende Strahlung übertragen werden kann.
Das Filterelement kann sowohl als Transmissionsfilter, als
Reflexionsfilter oder auch als Absorptionsfilter eingesetzt
werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren
dargestellt und wird im Weiteren näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Filtersystem mit einem
Filterelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Filterelement gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3a und 3b ein Beispiel einer spektralen
Intensitätsverteilung der auf das Filterelement
auftreffenden Strahlung (Fig. 3a), der aus dem
Filterelement austretenden, das heißt transmittierten
Strahlung (Fig. 3b) sowie der zugehörigen
Längenverteilung der Kohlenstoff-Nanoröhren in dem
Filterelement (Fig. 3c).
Fig. 1 zeigt ein Filtersystem 100 zum Übertragen und Filtern
von elektromagnetischer, vorzugsweise optischer Strahlung.
Die optische Strahlung weist eine Vielzahl von Wellenlängen
auf, das heißt eine Vielzahl von unterschiedlichen
Teilspektren aus dem gesamten Spektrum, die mittels eines
ersten Lichtwellenleiters 101 übertragen werden können.
Die Strahlung mit jeweils unterschiedlicher Wellenlänge ist
in Fig. 1 mit jeweils einem Pfeil 102 symbolisiert. Aus dem
gesamten Spektrum 103 der Strahlung, im Weiteren als
Gesamtspektrum bezeichnet, soll mittels eines Filterelements
104 ein vorgegebenes Teilspektrum bei einer Mittenwellenlänge
λ0 mit einer Breite Δλ aus dem Gesamtspektrum 103
herausgefiltert werden.
Das Filterelement 104 weist eine Vielzahl von Kohlenstoff-
Nanoröhren 105 mit einer vorgegebenen Länge auf, deren
Längenverteilung N in Fig. 3c beispielhaft dargestellt ist.
Symbolisch ist die Länge der Kohlenstoff-Nanoröhren 105 in
dem Filterelement 104 mittels eines Doppelpfeils 106
dargestellt.
Das Filterelement 104 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel
eine dünne Schicht aus Kohlenstoff-Nanoröhren 105,
vorzugsweise wird ein sogenanntes Bucky-Paper, das heißt eine
Folie mit Kohlenstoff-Nanoröhren 105 eingesetzt werden.
Die geordnete Struktur der Kohlenstoff-Nanoröhren 105 in
Fig. 1 ist lediglich symbolisch zu verstehen, in einem Bucky-
Paper ist selbstverständlich die Anordnung der Kohlenstoff-
Nanoröhren 105 wesentlich ungeordneter.
Durch die Schicht von Kohlenstoff-Nanoröhren 105, das heißt
mittels des Filterelements 104 wird die auf das Filterelement
104 auftreffende Strahlung 103 (vgl. auch Fig. 2) in einem
vorgegebenen Wellenbereich abhängig von der Länge der
Kohlenstoff-Nanoröhren 105 in dem Filterelement 108
geschwächt, das heißt gefiltert.
Die spektrale Lage, das heißt die Mittenwellenlänge λ0 der
herauszufilternden Strahlung 109 und die Breite des
Teilspektrums der herauszufilternden Teilspektrums Δλ ist
abhängig von der Länge 1 der Kohlenstoff-Nanoröhren und deren
Längenverteilung N.
Fig. 3a zeigt eine spektrale Intensitätsverteilung 301 der auf
das Filterelement 108 auftreffenden Strahlung 103.
Fig. 3b zeigt die spektrale Intensitätsverteilung 302 der
transmittierten Strahlung.
Fig. 1 zeigt einen an einem Ausgang des Filterelements 104
angekoppelten zweiten Lichtwellenleiter 107 und die
transmittierte Strahlung 108.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, ist aufgrund des Filterelements
104 die herauszufilternde Strahlung 109 in dem vorgegebenen
Wellenlängenbereich herausgefiltert und wird mittels des
zweiten Lichtwellenleiters 107 nicht weiter übertragen.
In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass die oben
beschriebenen Zusammenhänge ebenfalls für die Reflexion von
Strahlung gelten.
Kohlenstoff-Nanoröhren der Länge λ0/2 oder eines ganzzahligen
Vielfachen davon führen zu einer Absorption von Strahlung der
Wellenlänge λ0 und werden dadurch zur Abstrahlung von
Dipolstrahlung mit der dafür bekannten Abstrahlcharakteristik
angeregt.
Diese Strahlung der Wellenlänge λ0 ist daher in dem
transmittierten Strahl geschwächt, das heißt es wird ein
optisches Notch-Filter gebildet.
Die spektrale Breite Δλ des Absorptionsbereichs korreliert
direkt mit der Längenverteilung der Kohlenstoff-Nanoröhren
105 in der Folie, das heißt in dem Filterelement 104.
Somit sind die Kohlenstoff-Nanoröhren 105 in dem
Filterelement 104 sowohl als Transmissionsfilter als auch als
Reflexionsfilter oder als Absorptionsfilter geeignet und
einsetzbar.
In diesem Dokument sind folgende Veröffentlichungen zitiert:
[1] P. M. Ajayan, Nanotubes from Carbon, Chemical Review, S. 1787-1799, 1999
[2] J. Sang Suh und J. Seung Lee, Highly ordered two dimensional carbon nanotube arrays, Applied Physics Letter, Volume 75, No. 14, S. 2047-2049, Oktober 1999
[3] M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus und P. C. Eklund, Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes, Academic, San Diego, 1996
[1] P. M. Ajayan, Nanotubes from Carbon, Chemical Review, S. 1787-1799, 1999
[2] J. Sang Suh und J. Seung Lee, Highly ordered two dimensional carbon nanotube arrays, Applied Physics Letter, Volume 75, No. 14, S. 2047-2049, Oktober 1999
[3] M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus und P. C. Eklund, Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes, Academic, San Diego, 1996
100
Filtersystem
101
Erster Lichtwellenleiter
102
Pfeil
103
Gesamtspektrum
104
Filterelement
105
Kohlenstoff-Nanoröhre
106
Doppelpfeil
107
Zweiter Lichtwellenleiter
108
Transmittierte Strahlung
109
Herauszufilternde Strahlung
301
Spektrale Eingangs-Intensitätsverteilung
302
Spektrale Ausgangs-Intensitätsverteilung
303
Längenverteilung der Kohlenstoff-Nanoröhren
Claims (8)
1. Filterelement zum Filtern mindestens eines
Wellenlängenbereichs von auf das Filterelement auftreffender
Strahlung, mit einer Vielzahl von Nanoröhren, wobei mittels
der gewählten Länge der Nanoröhren die Filtercharakteristik
des Filterelements einstellbar ist.
2. Filterelement nach Anspruch 1,
bei dem die Nanoröhren zu einer Nanoröhren-Schicht angeordnet
sind.
3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem die Nanoröhren Kohlenstoff-Nanoröhren sind.
4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
eingesetzt als Transmissionsfilter.
5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
eingesetzt als Reflexionsfilter.
6. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
eingesetzt als Absorptionsfilter.
7. Filtersystem zum Übertragen und Filtern von Strahlung,
mit einem ersten Lichtwellenleiter, über den Strahlung mit einem vorgegebenen Spektrum übertragen werden kann,
mit einem mit dem ersten Lichtwellenleiter gekoppelten Filterelement zum Filtern mindestens eines Wellenlängenbereichs aus dem Spektrum der auf das Filterelement auftreffenden Strahlung, wobei das Filterelement eine Vielzahl von Nanoröhren aufweist, wobei mittels der gewählten Länge der Nanoröhren die Filtercharakteristik des Filterelements einstellbar ist.
mit einem ersten Lichtwellenleiter, über den Strahlung mit einem vorgegebenen Spektrum übertragen werden kann,
mit einem mit dem ersten Lichtwellenleiter gekoppelten Filterelement zum Filtern mindestens eines Wellenlängenbereichs aus dem Spektrum der auf das Filterelement auftreffenden Strahlung, wobei das Filterelement eine Vielzahl von Nanoröhren aufweist, wobei mittels der gewählten Länge der Nanoröhren die Filtercharakteristik des Filterelements einstellbar ist.
8. Filtersystem nach Anspruch 7,
mit einem mit dem Filterelement gekoppelten zweiten
Lichtwellenleiter, über den die aus dem Filterelement
austretende Strahlung übertragen werden kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001110468 DE10110468B4 (de) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | Wellenlängenselektives Filterelement sowie Filtersystem mit einem solchen Filterelement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001110468 DE10110468B4 (de) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | Wellenlängenselektives Filterelement sowie Filtersystem mit einem solchen Filterelement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10110468A1 true DE10110468A1 (de) | 2002-09-19 |
DE10110468B4 DE10110468B4 (de) | 2007-06-21 |
Family
ID=7676320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001110468 Expired - Fee Related DE10110468B4 (de) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | Wellenlängenselektives Filterelement sowie Filtersystem mit einem solchen Filterelement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10110468B4 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6737939B2 (en) * | 2001-03-30 | 2004-05-18 | California Institute Of Technology | Carbon nanotube array RF filter |
US7115305B2 (en) | 2002-02-01 | 2006-10-03 | California Institute Of Technology | Method of producing regular arrays of nano-scale objects using nano-structured block-copolymeric materials |
WO2008072010A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Bae Systems Plc | Improvements relating to electro-optic windows |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3920416A1 (de) * | 1988-06-29 | 1990-02-22 | Furukawa Electric Co Ltd | Optisches bauteil, und verfahren zu seiner herstellung |
US6027775A (en) * | 1996-09-30 | 2000-02-22 | Chubu Electric Power Co., Inc. | Crystalline titania and process for producing the same |
WO2000073204A1 (en) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Substrate-supported aligned carbon nanotube films |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2787203B1 (fr) * | 1998-12-15 | 2001-12-07 | France Etat | Procede et dispositif photoactive de limitation large bande d'un flux lumineux |
-
2001
- 2001-03-05 DE DE2001110468 patent/DE10110468B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3920416A1 (de) * | 1988-06-29 | 1990-02-22 | Furukawa Electric Co Ltd | Optisches bauteil, und verfahren zu seiner herstellung |
US6027775A (en) * | 1996-09-30 | 2000-02-22 | Chubu Electric Power Co., Inc. | Crystalline titania and process for producing the same |
WO2000073204A1 (en) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Substrate-supported aligned carbon nanotube films |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6737939B2 (en) * | 2001-03-30 | 2004-05-18 | California Institute Of Technology | Carbon nanotube array RF filter |
US7115305B2 (en) | 2002-02-01 | 2006-10-03 | California Institute Of Technology | Method of producing regular arrays of nano-scale objects using nano-structured block-copolymeric materials |
US7700157B2 (en) | 2002-02-01 | 2010-04-20 | California Institute Of Technology | Method of producing regular arrays of nano-scale objects using nano-structured block-copolymeric materials |
WO2008072010A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Bae Systems Plc | Improvements relating to electro-optic windows |
US7948674B2 (en) | 2006-12-13 | 2011-05-24 | Bae Systems Plc | Electro-optic windows |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10110468B4 (de) | 2007-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69816662T2 (de) | Schmalband-sperrfilter im lichtwellenleiter | |
DE112007002361B4 (de) | Verbundmaterial mit gechirpten Resonanzzellen | |
DE60312557T2 (de) | Ein optisches filter | |
DE10155711A1 (de) | Spiegel für den EUV-Spektralbereich | |
DE69737917T2 (de) | Optische Wellenleiter-Gitter-Anordnung und deren Herstellungsmethode | |
EP2593819A1 (de) | Optisches bandpass-filtersystem, insbesondere für mehrkanalige spektralselektive messungen | |
DE102007037201B4 (de) | Element zur oberflächenverstärkten Spektroskopie und Verfahren zur Herstellung des Elements sowie seine Verwendung | |
DE20122177U1 (de) | Oberflächenplasmon-Optikvorrichtung und Oberflächenplasmon-Strahlungsquellen für Photolithographie | |
EP3204739A1 (de) | Vorrichtung zur spektrometrischen erfassung von licht mit einer photodiode, die monolithisch in die schichtstruktur eines wellenlängenselektiven filters integriert ist | |
DE112013004113T5 (de) | Einrichtung und Verfahren für das Erhöhen von Infrarotabsorption in Mems-Bolometern | |
DE19611726A1 (de) | Strichplatte zur Außer-Achsenbeleuchtung | |
DE112015002094T5 (de) | Gitterelement und lichtemittierende Vorrichtung des äußeren Resonatortyps | |
EP0946890A2 (de) | Schicht mit porösem schichtbereich, eine solche schicht enthaltendes interferenzfilter sowie verfahren zu ihrer herstellung | |
EP2478400A2 (de) | Transversalmodenfilter für wellenleiter | |
DE10110468A1 (de) | Filterelement | |
EP4034804A1 (de) | Materialien zur verstärkung der aufkonvertierung von nahinfraroter und/oder sichtbarer strahlung | |
DE102011103952B4 (de) | Kantenemittierender Halbleiterlaser | |
EP0794443B1 (de) | Verfahren zur Herstellung integriert optischer Bauteile durch Ionenaustausch mit Gittermaske für Schichtwellenleiter | |
DE69109433T2 (de) | Wellenlängenfilter in Form eines optischen Wellenleiters. | |
DE102005016591A1 (de) | Transmissionsfilter für den EUV-Spektralbereich | |
DE102013210533A1 (de) | Spiegel für beuv-licht | |
DE102020118842A1 (de) | Optisches Filter mit nanostrukturierten Schichten sowie spektraler Sensor mit derartigen Schichten | |
DE10319005A1 (de) | Reflektives optisches Element, optisches System und EUV-Lithographievorrichtung | |
DE69111948T2 (de) | Mehrschichtiger elektrooptischer Lichtmodulator. | |
DE102013108288B4 (de) | Strahlungsabsorber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |