DE102021203042A1 - Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, Verfahren zur Herstellung eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils und System umfassend das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil - Google Patents

Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, Verfahren zur Herstellung eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils und System umfassend das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil Download PDF

Info

Publication number
DE102021203042A1
DE102021203042A1 DE102021203042.4A DE102021203042A DE102021203042A1 DE 102021203042 A1 DE102021203042 A1 DE 102021203042A1 DE 102021203042 A DE102021203042 A DE 102021203042A DE 102021203042 A1 DE102021203042 A1 DE 102021203042A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
main surface
membranes
electro
micro
substrate layer
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.)
Pending
Application number
DE102021203042.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Pinter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102021203042.4A priority Critical patent/DE102021203042A1/de
Priority to CN202210305801.3A priority patent/CN115123995A/zh
Publication of DE102021203042A1 publication Critical patent/DE102021203042A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/145—Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/02—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems containing distinct electrical or optical devices of particular relevance for their function, e.g. microelectro-mechanical systems [MEMS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00134—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems comprising flexible or deformable structures
    • B81C1/0015—Cantilevers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00134—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems comprising flexible or deformable structures
    • B81C1/00158—Diaphragms, membranes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1006—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04—Optical MEMS

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

Es wird ein mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, insbesondere ein Strahlteiler oder ein Strahlvereiniger, mit zumindest einer ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d), mit zumindest einer zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d), mit einer Haupterstreckungsebene (12a; 12b; 12c; 12d), mit einer Mehrzahl von an der ersten Hauptoberfläche angeordneten Balkenstrukturen (20a; 20b; 20c; 20d), mit einer Mehrzahl von an der zweiten Hauptoberfläche angeordneten Balkenstrukturen (22a; 22b; 22c; 22d) und mit einer Mehrzahl von Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d), welche sich jeweils von einer der Balkenstrukturen (20a; 20b; 20c; 20d) an der ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) zu einer der Balkenstrukturen (22a; 22b; 22c; 22d) an der zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) erstrecken, vorgeschlagen, wobei die Balkenstrukturen (20a, 22a; 20b, 22b; 20c, 22c; 20d, 22d) im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei die Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) mit der Haupterstreckungsebene (12a; 12b; 12c; 12d) jeweils einen Winkel (32a; 32b; 32c; 32d) von im Wesentlichen 45° aufspannen.

Description

  • Stand der Technik
  • Es sind bereits mikroelektrooptische Strahlführungsbauteile vorgeschlagen worden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird ein mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, insbesondere ein Strahlteiler oder ein Strahlvereiniger, mit zumindest einer ersten Hauptoberfläche, mit zumindest einer zweiten Hauptoberfläche, mit einer Haupterstreckungsebene, mit einer Mehrzahl von an der ersten Hauptoberfläche angeordneten Balkenstrukturen, mit einer Mehrzahl von an der zweiten Hauptoberfläche angeordneten Balkenstrukturen und mit einer Mehrzahl von Membranen, welche sich jeweils von einer der Balkenstrukturen an der ersten Hauptoberfläche zu einer der Balkenstrukturen an der zweiten Hauptoberfläche erstrecken, wobei die Balkenstrukturen im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei die Membranen mit der Haupterstreckungsebene jeweils einen Winkel von im Wesentlichen 45° aufspannen, vorgeschlagen.
  • Im Folgenden wird das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil auch als Strahlführungsbauteil bezeichnet, wobei das Strahlführungsbauteil jeweils jedoch als mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil ausgebildet ist. Bevorzugt soll unter einem „mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteil“ insbesondere ein Bauteil verstanden werden, welches zu einer Führung eines Strahls aus elektromagnetischer Strahlung und zu einer Verwendung im Bereich der Elektrooptik vorgesehen ist und als mikroelektrisches Bauteil, insbesondere mit Abmessungen im Bereich von 100 µm bis zu einigen Millimetern ausgebildet ist. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Bevorzugt weist das Strahlführungsbauteil eine maximale Dicke von höchstens 3 mm, vorzugsweise höchstens 2 mm, bevorzugt höchstens 1 mm und besonders bevorzugt höchstens 0,5 mm, auf. Insbesondere erstreckt sich die maximale Dicke im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene. Unter „im Wesentlichen senkrecht“ soll insbesondere eine Ausrichtung einer Geraden, einer Ebene oder einer Richtung, insbesondere einer die maximale Dicke umfassenden Geraden, relativ zu einer anderen Geraden, einer anderen Ebene oder einer Bezugsrichtung, insbesondere der Haupterstreckungsebene, verstanden werden, wobei die Gerade, die Ebene oder die Richtung und die andere Gerade, die andere Ebene oder die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Projektionsebene betrachtet, einen Winkel von 90° mit einer maximalen Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2°, einschließen. Vorzugsweise weist das Strahlführungsbauteil eine im Wesentlichen gleichmäßige maximale Dicke auf, wobei die maximale Dicke des Strahlführungsbauteils an jedem Punkt entlang der Haupterstreckungsebene zu einem Mittelwert der maximalen Dicke des Strahlführungsbauteils eine maximale Abweichung von höchstens 5%, vorzugsweise höchstens 3%, bevorzugt höchstens 2% und besonders bevorzugt höchstens 1%, aufweist. Unter einer „Hauptoberfläche“ soll insbesondere eine Oberfläche des Strahlführungsbauteils verstanden werden, welche als Außenfläche ausgebildet sind und welche einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders, welcher das Strahlführungsbauteils gerade noch umschließt, zugewandt ist oder diese umfasst. Bevorzugt sind/ist die erste Hauptoberfläche und/oder die zweite Hauptoberfläche, insbesondere jeweils, im Wesentlichen eben ausgebildet. Unter „im Wesentlichen eben“ soll insbesondere die Eigenschaft einer Fläche, insbesondere der ersten Hauptoberfläche und/oder der zweiten Hauptoberfläche, verstanden werden, wobei die Fläche zu mindestens 95%, vorzugsweise zu mindestens 98% und bevorzugt zu mindestens 99%, von einer gedachten Ebene umfasst wird. Vorzugsweise sind die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche, insbesondere deren Konturen entlang der Haupterstreckungsebene betrachtet, kongruent zueinander ausgebildet. Bevorzugt sind/ist die erste Hauptoberfläche und/oder die zweite Hauptoberfläche im Wesentlichen parallel zu der Haupterstreckungsebene angeordnet. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit, insbesondere des Strahlführungsbauteils, soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll insbesondere eine Ausrichtung einer Geraden, einer Ebene oder einer Richtung, insbesondere einer eine der Hauptoberflächen im Wesentlichen vollständig umfassenden Ebene, relativ zu einer anderen Geraden, einer anderen Ebene oder einer Bezugsrichtung, insbesondere einer eine andere der Hauptoberflächen im Wesentlichen vollständig umfassenden Ebene, verstanden werden, wobei die Gerade, die Ebene oder die Richtung gegenüber der anderen Geraden, der anderen Ebene oder der Bezugsrichtung, insbesondere in einer Projektionsebene betrachtet, eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2°, aufweist. Bevorzugt sind die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Vorzugsweise weist das Strahlführungsbauteil eine quaderförmige Grundform auf. Bevorzugt sind die Membranen und die Balkenstrukturen innerhalb eines durch die quaderförmige Grundform vorgegebenen gedachten Quaders angeordnet.
  • Vorzugsweise sind die Membranen jeweils aus zwei Membranschichten zumindest einer Klebeschicht zwischen den Membranschichten und zumindest einer Reflektionsschicht, welche auf einer der Membranschichten angeordnet ist, ausgebildet. Bevorzugt sind die Membranschichten und/oder die Membranen als/aus Pellikel-Membranen ausgebildet. Insbesondere weisen die Membranschichten, insbesondere die Pellikel-Membranen, eine Dicke von höchstens 5 µm, vorzugsweise höchstens 3 µm und bevorzugt höchstens 1 µm, auf. Es ist denkbar, dass die Membranen jeweils eine Mehrzahl von verschiedenen Reflektionsschichten umfassen. Die Membranschichten und/oder die Klebeschicht sind/ist optisch transparent und elastisch ausgebildet. Insbesondere liegen/liegt die Membranschichten und/oder die Klebeschicht zwischen den Balkenstrukturen jeweils in einem gespannten Zustand vor. Unter „im Wesentlichen 45°“ soll insbesondere unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen und Materialeigenschaften ein Winkel von 40° bis 50°, vorzugsweise 42° bis 48° und bevorzugt 44° bis 46°, verstanden werden. Bevorzugt umfasst das Strahlführungsbauteil einen Grundkörper, welcher aus den Balkenstrukturen und einem Rahmen gebildet ist. Das Strahlführungsbauteil umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Ausnehmungen. Die Ausnehmungen erstrecken sich insbesondere jeweils von der ersten Hauptoberfläche hin zur zweiten Hauptoberfläche oder von der zweiten Hauptoberfläche hin zur ersten Hauptoberfläche. Die Ausnehmungen werden jeweils teilweise von dem Grundkörper, insbesondere zumindest einer der Balkenstrukturen und dem Rahmen, begrenzt. Die Balkenstrukturen weisen bevorzugt jeweils eine Außenfläche auf. Bevorzugt sind die Außenflächen der Balkenstrukturen jeweils bündig bzw. in einer gemeinsamen Ebene mit der ersten Hauptoberfläche oder der zweiten Hauptoberfläche angeordnet. Insbesondere sind die Außenflächen der Balkenstrukturen jeweils als Teil der ersten Hauptoberfläche oder der zweiten Hauptoberfläche ausgebildet. Bevorzugt erstrecken sich die Balkenstrukturen entlang der Haupterstreckungsebene betrachtet jeweils von der Außenfläche der jeweiligen Balkenstruktur zur Haupterstreckungsebene hin. Vorzugsweise weisen die Balkenstrukturen jeweils eine Längsachse auf, die sich zumindest im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene erstreckt. Bevorzugt weisen die Balkenstrukturen jeweils entlang der Längsachse der jeweiligen Balkenstruktur eine gleichbleibende Querschnittsfläche auf. Insbesondere sind die Balkenstrukturen und der Rahmen einteilig ausgebildet. Unter „einteilig“ soll insbesondere in einem Stück geformt verstanden werden. Vorzugsweise wird dieses eine Stück aus einem einzelnen Rohling, einer Masse und/oder einem Guss hergestellt. Alternativ ist denkbar, dass die Balkenstrukturen entlang der Haupterstreckungsebene betrachtet zumindest teilweise über die erste Hauptoberfläche oder die zweite Hauptoberfläche hinausragen. Vorzugsweise ist der Grundkörper aus Silizium ausgebildet. Bevorzugt sind die Membranen, insbesondere in einem zwischen zwei die einzelnen Membranen aufspannenden Balkenstrukturen der Balkenstrukturen ausgebildeten Bereich, jeweils im Wesentlichen ebenflächig ausgebildet. Insbesondere erstrecken sich die Membranen, insbesondere in dem zwischen zwei die einzelnen Membranen aufspannenden Balkenstrukturen der Balkenstrukturen ausgebildeten Bereich, im Wesentlichen vollständig innerhalb einer gedachten Ebene, die insbesondere die zwei die jeweilige Membran aufspannenden Balkenstrukturen schneidet und/oder mit der Haupterstreckungsebene einen Winkel von im Wesentlichen 45° aufspannt.
  • Vorzugsweise beträgt ein im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene ausgerichteter minimaler Abstand von zwei zusammen eine der Membranen aufspannenden Balkenstrukturen im Wesentlichen der maximalen Dicke des Strahlführungsbauteils, welche insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene ausgerichtet ist. Bevorzugt sind die Membranen jeweils mit einer der Balkenstrukturen an der ersten Hauptoberfläche und mit einer der Balkenstrukturen an der zweiten Hauptoberfläche verklebt. Insbesondere begrenzen die Membranen jeweils zumindest eine der Ausnehmungen zumindest teilweise. Bevorzugt begrenzen die Membranen jeweils an jeder Seite genau eine der Ausnehmungen. Es ist denkbar, dass das Strahlführungsbauteil zumindest eine oder mehrere weitere Membran(en) umfasst, die sich zwischen zwei der Balkenstrukturen erstreckt. Es ist insbesondere denkbar, dass die weitere(n) Membran(en) einen von im Wesentlichen 45° verschiedenen Winkel zur Haupterstreckungsebene aufweist/aufweisen. Insbesondere sind die weiteren Membranen transparent ausgebildet.
  • Die Balkenstrukturen weisen vorzugsweise jeweils eine im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene ausgerichtete maximale Höhe auf, welche weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 40% und bevorzugt weniger als 30%, der maximalen Dicke des Strahlführungsbauteils und/oder eines minimalen Abstands der zwei Hauptoberflächen beträgt. Bevorzugt weisen die Balkenstrukturen jeweils eine maximale Breite auf, die sich im Wesentlichen parallel zu der Haupterstreckungsebene und/oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der jeweiligen Balkenstruktur erstreckt. Insbesondere beträgt die maximale Breite der einzelnen Balkenstrukturen und/oder die maximale Höhe der einzelnen Balkenstrukturen mindestens 0,005 mm, vorzugsweise mindestens 0,01 mm und bevorzugt mindestens 0,05 mm. Bevorzugt beträgt ein Verhältnis zwischen der maximalen Breite und der maximalen Höhe der einzelnen Balkenstrukturen im Wesentlichen 1,5, vorzugsweise im Wesentlichen 1,2 und bevorzugt im Wesentlichen 1. Vorzugsweise weisen die Balkenstrukturen jeweils eine maximale Länge auf, die sich im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene erstreckt.
  • Insbesondere beträgt ein Verhältnis zwischen der maximalen Länge und der maximalen Breite der einzelnen Balkenstrukturen weniger als 120, vorzugsweise weniger als 100 und bevorzugt weniger als 50. Eine gewisse Steifigkeit und Robustheit der Balkenstrukturen sind insbesondere notwendig, um eine Verformung der Balkenstrukturen bei einer Ausbildung der Membranen zu verhindern. Durch solche Verformungen der Balkenstrukturen können die Membranen gegebenenfalls nicht vollständig eben ausgebildet werden, was insbesondere ungewollte Verzerrungen und/oder Ablenkungen von Strahlen oder Teilen eines Strahls an der Membran bewirken kann. Die Balkenstrukturen sind bevorzugt zumindest größtenteils im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet. Es ist denkbar, dass Balkenstrukturen, insbesondere senkrecht zur Haupterstreckungsebene betrachtet äußere Balkenstrukturen, der Balkenstrukturen mit einer Seitenfläche einteilig mit dem Rahmen ausgebildet sind, wobei vorzugsweise dem Rahmen abgewandte Seitenflächen dieser Balkenstrukturen im Wesentlichen baugleich zu Seitenflächen der anderen Balkenstrukturen der Balkenstrukturen ausgebildet sind, welche sich insbesondere im Wesentlichen vollständig zwischen dem Rahmen erstrecken.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils kann eine vorteilhaft kompakte Ausgestaltung des Strahlführungsbauteils ermöglicht werden. Insbesondere kann das Strahlführungsbauteil auf die Dicke eines Wafers begrenzt werden, aus dem das Strahlführungsbauteil hergestellt ist. Es kann eine vorteilhaft hohe Robustheit ermöglicht werden, da die empfindlichen strahlführenden Teile, insbesondere die Membranen, vollständig zwischen einem einstückigen Grundkörper des Strahlführungsbauteils, welcher insbesondere aus einem Rahmen und den Balkenstrukturen gebildet ist, angeordnet werden können. Durch eine Ausgestaltung der Membranen als Pellikel kann eine Änderung der optischen Weglänge bei einer Wechselwirkung von Strahlen mit den Membranen vorteilhaft verhindert werden. Das Strahlführungsbauteil kann als SMD-Bauteile (surface-mount-device) eingesetzt werden. Es kann eine vorteilhaft hohe Kompatibilität und Flexibilität bei einer Verwendung der Strahlführungsbauteile mit anderen Elementen zur Strahlformung, wie beispielsweise Blenden, strahlformenden Linsen, Spiegeln, Strahldetektoren usw., ermöglicht werden, insbesondere da die Strahlführungsbauteile über die Hauptflächen an Strahleingängen oder Strahlausgängen der anderen Elemente angeordnet werden können. Durch eine Ausgestaltung der Membranen als Pellikel-Membranen kann eine ungewollte Generierung von Geisterbildern an einer Rückseite des Strahlführungsbauteils vorteilhaft verhindert werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Großteil der Membranen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Es kann eine vorteilhaft direkte Strahlführung innerhalb des Strahlführungsbauteils ermöglicht werden. Es können ungewollte Reflektionen und Interferenzen bei einer Strahlführung innerhalb des Strahlführungsbauteils vorteilhaft verhindert werden. Es ist denkbar, dass alle Membranen des Strahlführungsbauteils zumindest im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Alternativ ist denkbar, dass zumindest eine Membran der Membranen zumindest im Wesentlichen senkrecht zu den anderen Membranen ausgerichtet ist, vorzugsweise in einem Winkel von im Wesentlichen 45° zur Haupterstreckungsebene.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die Membranen und die Balkenstrukturen im Wesentlichen vollständig zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche angeordnet sind. Es kann eine vorteilhaft einfache und kostengünstige Herstellung von Systemen zur Strahlerzeugung oder Strahlführung aus mehreren Strahlführungsbauteilen ermöglicht werden, insbesondere da die Strahlführungsbauteile über die Hauptoberflächen zum Bilden von Strahlgängen durch die Strahlführungsbauteile aneinander angeordnet, insbesondere übereinandergestapelt, werden können. Darunter, dass „die Membranen und die Balkenstrukturen im Wesentlichen vollständig zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche angeordnet sind“ soll insbesondere verstanden werden, dass jeweils mindestens 95%, vorzugsweise mindestens 97% und bevorzugt mindestens 99%, eines Volumens der einzelnen Membranen und Balkenstrukturen, insbesondere in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene ausgerichteten Projektionsebene betrachtet, zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche angeordnet sind.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest zwei der Membranen zumindest eine Durchführung begrenzen, die sich zwischen den zwei Membranen von der ersten Hauptoberfläche zur zweiten Hauptoberfläche erstreckt. Es können ungewollte Reflektionen bei einer Strahlführung zwischen den Membranen vorteilhaft verhindert werden. Insbesondere ist die zumindest eine Durchführung durch eine der Ausnehmungen gebildet. Vorzugsweise ist die zumindest eine Durchführung an zumindest zwei Seiten von dem Rahmen begrenzt. Es ist denkbar, dass das Strahlführungsbauteil eine Mehrzahl von Durchführungen umfasst. Zusätzlich ist denkbar, dass eine Durchführung lediglich von einer der Membranen und von dem Rahmen begrenzt ist. Bevorzugt entspricht eine Breite der Durchführung(en) und/oder der Ausnehmungen im Wesentlichen einer Länge der Balkenstrukturen. Insbesondere weisen die Balkenstrukturen entlang deren Längsachsen jeweils eine im Wesentlichen identische Längserstreckung auf. Alternativ ist denkbar, dass das Strahlführungsbauteil keine Durchführungen aufweist, wobei insbesondere von Membranen begrenzte Ausnehmungen zwischen Membranen durch optisch transparente Membranschichten getrennt sind, die sich insbesondere jeweils zwischen zwei jeweils eine der Membranen aufspannenden Balkenstrukturen erstrecken und/oder insbesondere jeweils schräg zur Haupterstreckungsebene angeordnet sind.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass sich die zumindest eine Durchführung in zumindest einem Bereich vollständig von der ersten Hauptoberfläche zu der zweiten Hauptoberfläche senkrecht zur Haupterstreckungsebene erstreckt. Es kann eine vorteilhaft ungehinderte Strahlführung senkrecht durch das Strahlführungsbauteil ermöglicht werden. Es kann eine vorteilhafte Anordnung der Balkenstrukturen für eine Herstellung der Membranen erreicht werden, insbesondere da ein Winkel zwischen einer durch benachbarte versetzt zueinander angeordnete Balkenstrukturen aufgespannten Membran und der Haupterstreckungsebene des Strahlführungsbauteils vorteilhaft gering ausgebildet werden kann. Vorzugsweise sind zumindest zwei jeweils eine der Membranen aufspannende Balkenstrukturen der Balkenstrukturen senkrecht zur Haupterstreckungsebene beabstandet voneinander angeordnet, wobei die zumindest eine Durchführung einen Bereich zwischen den zwei Balkenstrukturen ausbildet, der sich vorzugsweise senkrecht zur Haupterstreckungsebene vollständig von der ersten Hauptoberfläche zu der zweiten Hauptoberfläche erstreckt.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die Mehrzahl von Membranen zumindest zwei Membranen umfasst, wobei jede der Membranen für zumindest einen, insbesondere genau einen, Wellenlängenbereich, vorzugsweise zumindest in einem Einfallswinkel von im Wesentlichen 45°, zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist. Es kann eine vorteilhafte Strahlführung ermöglicht werden. Es kann eine wellenlängenspezifische Führung von mehreren Strahlen innerhalb des Strahlführungsbauteils ermöglicht werden. Die Membranschichten der Membranen sind insbesondere optisch transparent ausgebildet. Vorzugsweise bestimmt die zumindest eine Reflektionsschicht der einzelnen Membranen deren Reflektionseigenschaften in spezifischen Wellenlängenbereichen. Vorzugsweise umfassen die Membranen jeweils eine Mehrzahl von Reflektionsschichten, welche insbesondere zusammen die Reflektionseigenschaften der Membran bestimmen, wobei insbesondere wellenlängenspezifische Reflektionseigenschaften in Abhängigkeit von einer Dicke der einzelnen Reflektionsschichten bestimmt werden. insbesondere sind die Reflektionsschichten, welche an einer Oberfläche einer der Membranen angeordnet sind, abwechselnd jeweils als hochbrechende Schicht oder niedrigbrechende Schicht ausgebildet. Es ist denkbar, dass die Membranen über die Reflektionsschicht(en) für den Wellenlängenbereich eine bestimmte Reflektivität aufweisen. Vorzugsweise unterscheiden sich die Wellenlängenbereiche, für welche die einzelnen Membranen zumindest teilweise reflektierend ausgebildet sind, voneinander. Bevorzugt weisen die Membranen jeweils für den/die Wellenlängenbereich(e), für welchen die jeweils andere(n) Membran(en) zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist/sind, eine andere Reflektivität auf, wie für den Wellenlängenbereich, für welchen die jeweilige Membran zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist. Die Wellenlängenbereiche sind insbesondere bestimmte Bereiche von Wellenlängen aus dem Spektrum elektromagnetischer Strahlung und anwendungsspezifisch ausgebildet. Beispielsweise sind die Wellenlängenbereiche als Bereiche innerhalb des Spektrums des sichtbaren Lichts, des Infrarot-Bereichs, des Ultraviolett-Bereichs o.dgl. ausgebildet. Eine Reflektivität der einzelnen Membranen für den jeweiligen Wellenlängenbereich ist insbesondere über die Reflektionsschicht(en) anwendungsspezifisch einstellbar. Beispielsweise sind die Membranen jeweils lediglich anteilsweise reflektierend ausgebildet, wobei insbesondere lediglich ein bestimmter Teil einer Strahlung des Wellenlängenbereichs an der Membran reflektiert wird. Es ist auch denkbar, dass die Membranen für die Wellenlängenbereiche jeweils zumindest größtenteils oder im Wesentlichen vollständig reflektierend ausgebildet sind. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Wellenlängenbereiche der einzelnen Membranen als Farben des RGB-Spektrums ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich sind hinsichtlich ihrer Reflektionseigenschaften auch weitere/andere Ausgestaltungen der Membranen, insbesondere der Reflektionsschichten, denkbar. Es ist denkbar, dass eine oder mehrere Membranen der Membranen an zumindest einer Seite eine weitere Reflektionsschicht umfassen, welche für elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge aus einem der Wellenlängenbereiche, oder allgemein für ein durch die anderen Membranen bzw. Reflektionsschichten vorgegebenes gemeinsames Wellenlängenspektrum teilweise, größtenteils oder im Wesentlichen vollständig reflektierend ausgebildet ist. Alternativ ist denkbar, dass die oder einzelne Membranen unbeschichtet ausgebildet sind, insbesondere ohne eine Reflektionsschicht, beispielsweise falls lediglich ein geringer Teil eines Strahls an der/den Membranen reflektiert werden soll. Vorzugsweise ist/sind die weitere(n) Reflektionsschicht(en) zu einer Umlenkung eines Lichtstrahls zur Strahlteilung und/oder zu einer Reflektion von mehreren Lichtstrahlen zur Strahlvereinigung vorgesehen. Vorzugsweise ist das, insbesondere als Strahlteiler ausgebildete, Strahlführungsbauteil dazu vorgesehen, zumindest einen Lichtstrahl über die Membranen, vorzugsweise zwischen den zwei Hauptoberflächen, in mehrere Teilstrahlen aufzuspalten und diese vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu dem einfallenden Lichtstrahl auszugeben. Alternativ oder zusätzlich ist das, insbesondere als Strahlvereiniger ausgebildete, Strahlführungsbauteil dazu vorgesehen, mehrere Teilstrahlen über die Membranen, vorzugsweise zwischen den zwei Hauptoberflächen, zu einem einzelnen Lichtstrahl zusammenzuführen und diesen vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu den einfallenden Teilstrahlen auszugeben. Vorzugsweise ist das Strahlführungsbauteil dazu vorgesehen, Lichtstrahlen in einem Winkel von im Wesentlichen 90° zur Haupterstreckungsebene zu empfangen und/oder auszugeben. Alternativ ist denkbar, dass das Strahlführungsbauteil dazu vorgesehen ist, Lichtstrahlen in einem von 90° abweichenden Winkel zur Haupterstreckungsebene zu empfangen und/oder auszugeben, beispielsweise im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene. Die Reflektionsschichten sind insbesondere jeweils als dielektrische, metallische oder metallisch-dielektrische Schichten ausgebildet. Die Reflektionsschichten sind vorzugsweise dazu vorgesehen, die Membranen jeweils für Licht in Abhängigkeit von einer Wellenlänge des Lichts im Wesentlichen vollständig reflektierend, teilweise reflektierend oder nicht reflektierend, insbesondere transmittierend, auszubilden. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die oder einzelne Membranen oder zwischen den Membranen angeordnete Membranschichten zumindest eine Anti-Reflex-Beschichtung aufweisen, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, Reflektionen von Strahlen eines bestimmten Wellenlängenbereichs an der jeweiligen Membran/Membranschicht zu reduzieren oder zu verhindern. Insbesondere ist die Anti-Reflex-Beschichtung dazu vorgesehen, eine Transmission von Strahlen des bestimmten Wellenlängenbereichs durch die Membran/Membranschicht, welche die Anti-Reflex-Beschichtung aufweist, zu verbessern, wobei insbesondere ein größerer Anteil der auf die Membran/Membranschicht treffenden Strahlen, insbesondere im Wesentlichen ungehindert und/oder ohne Ablenkung, durch die Membran/Membranschicht dringt.
  • Es wird ein Verfahren zur Herstellung von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen, insbesondere Strahlteilern oder Strahlvereinigern, insbesondere von erfindungsgemäßen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen vorgeschlagen, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere durch Ätzen, an einer ersten Hauptoberfläche und an einer zweiten Hauptoberfläche einer, insbesondere der vorher genannten, Substratschicht, insbesondere eines Wafers, jeweils eine Mehrzahl von Balkenstrukturen in die Substratschicht eingebracht werden, wobei zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche der Substratschicht Ausnehmungen gebildet werden, wobei in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt auf die Substratschicht von zwei Seiten, an denen die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche der Substratschicht angeordnet sind, jeweils zumindest eine zumindest bereichsweise optisch transparente und elastische Membranschicht, insbesondere eine Pellikel-Membran, aufgebracht wird, welche die Ausnehmungen bedeckt, wobei in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt aus den Membranschichten zwischen den Balkenstrukturen Membranen ausgebildet werden. Bevorzugt werden mittels des Verfahrens aus der Substratschicht, insbesondere dem Wafer, eine Vielzahl von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen hergestellt. Vorzugsweise werden in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt, insbesondere nach einem Ausbilden der Membranen und/oder nach einem Beschichten der Membranen, die einzelnen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteile voneinander getrennt.
  • Vorzugsweise werden die Membranen jeweils zwischen einer der an der ersten Hauptoberfläche angeordneten Balkenstrukturen und einer der an der zweiten Hauptoberfläche angeordneten Balkenstrukturen ausgebildet. Insbesondere werden in die Substratschicht für jedes herzustellende Strahlführungsbauteil eine Mehrzahl von Balkenstrukturen eingebracht, wobei insbesondere die Balkenstrukturen eines einzelnen Strahlführungsbauteils zumindest im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Es ist denkbar, dass Balkenstrukturen von verschiedenen aus der Substratschicht herzustellenden Strahlführungsbauteilen verschieden voneinander ausgerichtet sind, beispielsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zueinander. Insbesondere werden die aus der Substratschicht herzustellenden Strahlführungsbauteile in einem aneinander angeordneten Zustand nebeneinander hergestellt. Vorzugsweise werden die Membranschichten auf alle aus der Substratschicht herzustellenden Strahlführungsbauteile zumindest im Wesentlichen gleichzeitig, insbesondere in einem Verfahrensschritt, aufgebracht. Bevorzugt werden die Membranschichten in einer Vakuum-kammer auf die Substratschicht aufgebracht. Dadurch kann insbesondere ein Einschluss von einem Gas bzw. Luft innerhalb der Ausnehmungen zwischen den Membranschichten vorteilhaft verhindert werden. Bevorzugt werden die Balkenstrukturen und die Ausnehmungen durch Ätzen der Substratschicht in die Substratschicht eingebracht. Bevorzugt wird die Substratschicht zum Einbringen der Balkenstrukturen und der Ausnehmungen von zwei Seiten, an denen die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche der Substratschicht angeordnet sind, geätzt. Bevorzugt sind die zwei Seiten, an denen die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche der Substratschicht angeordnet sind, als voneinander abgewandte Seiten der Substratschicht ausgebildet. Bevorzugt werden die Membranschichten zum Aufbringen auf die Substratschicht jeweils in einen Halterahmen eingespannt. Bevorzugt werden die Halterahmen zum Aufbringen der Membranschichten zumindest im Wesentlichen parallel zueinander aufeinander zubewegt, wobei insbesondere die Membranschichten flächig auf die erste Hauptoberfläche bzw. die zweite Hauptoberfläche der Substratschicht aufgebracht werden.
  • Die Balkenstrukturen werden vorzugsweise derart in die Substratschicht eingebracht, dass die Membranen mit einer Haupterstreckungsebene der Substratschicht einen Winkel von im Wesentlichen 45° aufspannen. Vorzugsweise werden die Membranschichten jeweils über eine optisch transparente Klebeschicht auf die Substratschicht aufgebracht, wobei bevorzugt die Membranschichten bei einem Ausbilden der Membranen zwischen den Balkenstrukturen über die Klebeschichten miteinander verbunden werden. Die Klebeschicht ist bevorzugt als ein UV-Kleber ausgebildet, der insbesondere nach einem Ausbilden der Membranen ausgehärtet wird. Bevorzugt erfolgt das Ausbilden der Membranen zeitlich direkt nach einem Aufbringen der Membranschichten auf die Substratschicht. Vorzugsweise werden die Membranschichten flächig auf die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche aufgebracht. Bevorzugt wird zum Ausbilden der Membranen ein Druck an von der Substratschicht abgewandte Seiten der Membranschichten angelegt, wobei die Membranschichten vorzugsweise im Bereich der Ausnehmungen aufeinander zu bewegt werden. Insbesondere verbinden sich die Membranschichten innerhalb der Ausnehmungen über die Klebeschichten miteinander. Durch ein Aushärten der Klebeschichten werden die Membranen ausgebildet. Vorzugsweise sind die Membranschichten zumindest in Bereichen optisch transparent ausgebildet, die bei einem Aufbringen auf die Substratschicht die Ausnehmungen verdecken. Insbesondere werden die Membranen in zumindest einem Verfahrensschritt jeweils, insbesondere einzeln, mit zumindest einer Reflektionsschicht, insbesondere einer Mehrzahl von Reflektionsschichten, beschichtet.
  • In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere vor einem Trennen der einzelnen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteile, wird vorzugsweise zumindest eine Schutzfolie auf zumindest eine der zwei Hauptoberflächen der Substratschicht aufgebracht, wobei insbesondere zumindest die Ausnehmungen auf der Seite, an der die zumindest eine Hauptoberfläche angeordnet ist, von der Schutzfolie verdeckt werden. Vorzugsweise wird vor einem Trennen der einzelnen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteile eine Trägerschicht auf die Substratschicht aufgebracht, insbesondere um Beschädigungen der Membranen und der Grundkörper der einzelnen Strahlführungsbauteile zu verhindern. Bevorzugt werden die Strahlführungsbauteile mittels eines Schleif-, Schneid-, Säge- oder Fräsverfahrens oder mittels eines Lasers voneinander getrennt, besonders bevorzugt mittels einer Diamant-Schleifscheibe. Es ist auch denkbar, dass Material der Substratschicht zwischen den Strahlführungsbauteilen mittels eines Lasers entfernt oder derart modifiziert wird, dass die Strahlführungsbauteile über ein Brechen der Substratschicht, vorzugsweise unter Zuhilfenahme einer Trägerschicht, voneinander getrennt werden können. Vorzugsweise werden in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere nach einem Ausbilden der Membranen, beabstandet von den Ausnehmungen auf der ersten Hauptoberfläche und/oder der zweiten Hauptoberfläche der Substratschicht angeordnete Membranschichten und/oder Reflektionsschichten von der Substratschicht entfernt.
  • Es ist denkbar, dass in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere vor einem Trennen der Strahlführungsbauteile, zumindest ein weiteres mikroelektrooptisches Bauteil zur Ausbildung eines mikroelektrooptischen Systems auf die Substratschicht und/oder ein oder mehrere Strahlführungsbauteile aufgebracht wird und insbesondere an dieser/diesem/diesen befestigt wird. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass mittels des Verfahrens ein einzelnes Strahlführungsbauteil aus der Substratschicht, insbesondere dem Wafer, hergestellt wird.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann eine vorteilhaft einfache und effiziente Herstellung von einer Vielzahl an Strahlführungsbauteilen ermöglicht werden. Es kann eine vorteilhaft schnelle Herstellung von Strahlführungsbauteilen ermöglicht werden. Es ist eine vorteilhaft einfache Herstellung von dünnen Strahlführungsbauteilen realisierbar, insbesondere mit einer maximalen Dicke der Strahlführungsbauteile, die der Dicke eines Wafers entspricht. Es kann eine Verwendung der Strahlführungsbauteile als SMD-Bauteile (surface-mount-device) ermöglicht werden. Durch eine Verwendung von Silizium-Wafern als Substratschicht können vorteilhaft geringe Herstellungskosten ermöglicht werden. Es kann eine vorteilhaft hohe Anzahl von Strahlführungsbauteilen gleichzeitig, insbesondere aus einem einzelnen Wafer, hergestellt werden. Es kann eine vorteilhaft geringe Fertigungstoleranz der aus einer Substratschicht hergestellten Strahlführungsbauteile erreicht werden, da deren optisch funktionale Oberflächen alle in einem einzelnen Verfahrensschritt aus zwei Membranschichten hergestellt werden können. Es können Prozesse, Verfahren und/oder Anlagen verwendet werden, welche für MEMS in Hochvolumenproduktion eingesetzt werden. Durch die Herstellung der Strahlführungsbauteile an einem Stück kann ein gemeinsamer elektrischer bzw. optischer Funktionstest aller Strahlführungsbauteile ermöglicht werden. Durch die Ausbildung der Membranen zwischen den Hauptoberflächen können ungewollte Beschädigungen der Membranen bei weiteren Verfahrensschritten vorteilhaft verhindert werden. Es kann eine vorteilhaft hohe Güte der Strahlführungsbauteile ermöglicht werden. Es kann eine vorteilhaft hohe Anzahl von Strahlführungsbauteilen mit hoher Genauigkeit hergestellt werden. Dadurch kann eine vorteilhaft genaue optische Justierung von derart hergestellten Strahlführungsbauteilen und/oder anderen mikroelektrooptischen Bauteilen zu einem System ermöglicht werden, insbesondere falls die Strahlführungsbauteile und/oder die anderen mikroelektrooptischen Bauteile auch aus einer Substratschicht, insbesondere einem Wafer, hergestellt sind, wobei vorzugsweise eine Justierung über eine Grundform bzw. Abmessungen der Substratschichten, insbesondere Wafer, erfolgen kann..
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt zwischen zwei der Membranen über ein Entfernen der Membranschichten zwischen zwei der Balkenstrukturen, welche jeweils eine der zwei Membranen begrenzen, zumindest eine Durchführung von der ersten Hauptoberfläche der Substratschicht zu der zweiten Hauptoberfläche der Substratschicht ausgebildet wird. Es kann eine vorteilhaft einfache und schnelle Ausbildung von Strahlengängen zwischen den Membranen erreicht werden. Es können ungewollte Reflektionen bei einer Strahlführung zwischen den Membranen vorteilhaft verhindert werden. Vorzugsweise erfolgt das Entfernen der Membranschichten zwischen zwei der Balkenstrukturen, welche jeweils eine der zwei Membranen begrenzen, mittels eines Lasers. Alternativ ist denkbar, dass Ausnehmungen zwischen den Membranen, durch die sich über die Klebeschicht verbundene Membranschichten erstrecken, stehen gelassen werden, wobei diese vorzugsweise in weiteren Verfahrensschritten abgedeckt und/oder unbeschichtet belassen werden. Es ist denkbar, dass die Membranschichten, welche insbesondere jeweils zwischen zwei der Membranen angeordnet sind, in zumindest einem Verfahrensschritt mit einer Anti-Reflex-Beschichtung beschichtet werden, insbesondere um Reflektionen an den Membranschichten zu reduzieren und eine Transmission durch die Membranschichten zu erhöhen.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt auf die Membranen jeweils selektiv zumindest eine Reflektionsschicht aufgebracht wird, wobei über die Reflektionsschichten eine Reflektivität der einzelnen Membranen jeweils für einen bestimmten Wellenlängenbereich angepasst wird. Eine Strahlführung innerhalb der Strahlführungsbauteile kann flexibel durch eine Modifikation der einzelnen Beschichtungen angepasst werden, insbesondere ohne weitere Verfahrensparameter zu beeinflussen. Vorzugsweise können optische Eigenschaften, wie eine wellenlängenspezifische Reflektivität bzw. Transmission, der einzelnen Strahlführungsbauteile durch die Reflektionsschichten frei gewählt werden. Vorteilhafterweise erfolgt eine Beschichtung der Membranen, beispielsweise mit Reflektionsschichten vor einem Entfernen der Membranschichten zwischen zwei der Balkenstrukturen, welche jeweils eine der zwei Membranen begrenzen. Dadurch kann ein Durchlaufen der jeweiligen Beschichtung durch die Durchführung vorteilhaft vermieden werden, wobei insbesondere die beschichteten Membranschichten zwischen den Membranen danach entfernt werden. Vorzugsweise werden die einzelnen Membranen jeweils mit einer Mehrzahl von Reflektionsschichten beschichtet, insbesondere im Wechsel mit hochbrechenden Schichten und niedrigbrechenden Schichten, welche insbesondere zusammen die Reflektionseigenschaften der Membranen bestimmen. Bevorzugt werden die Reflektionsschichten mittels Schattenmasken selektiv auf die Membranen aufgebracht, wobei die Schattenmasken jeweils die Substratschicht und Membranen verdecken, welche nicht mit der jeweiligen Reflektionsschicht beschichtet werden sollen. Insbesondere werden die Schattenmasken zum Aufbringen der Reflektionsschichten auf die Membranen jeweils im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsfläche und/oder flächig zu einer der zwei Hauptoberflächen an die Substratschicht angelegt. Vorzugsweise werden die Schattenmasken nach einem Aufbringen der jeweiligen Reflektionsschicht(en) wieder entfernt.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass auf die Membranen jeweils von den zwei Seiten, an denen die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche der Substratschicht angeordnet sind, jeweils zumindest eine Reflektionsschicht aufgebracht wird. Es kann eine vorteilhaft einfache und kompakte Ausgestaltung von mehreren Strahlengängen erfolgen. Vorzugsweise kann eine Reflektivität der Membranen für zwei Seiten der Membranen verschieden voneinander ausgebildet werden. Es ist denkbar, dass auf die zwei Seiten einer Membran jeweils verschiedene Reflektionsschichten aufgebracht werden, wobei die Membran je nach Seite unterschiedliche Reflektionseigenschaften aufweist. Es ist denkbar, dass auf zumindest eine der Membranen zumindest eine, insbesondere die vorher genannte, weitere Reflektionsschicht aufgebracht wird.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die Balkenstrukturen, insbesondere vor einem Aufbringen der Membranschichten, derart in die Substratschicht eingebracht werden, dass die, insbesondere an der ersten Hauptoberfläche und an der zweiten Hauptoberfläche der Substratschicht angeordneten, Balkenstrukturen senkrecht zu der Haupterstreckungsebene der Substratschicht betrachtet versetzt zueinander, insbesondere beabstandet voneinander, angeordnet sind. Es können vorteilhaft flache Winkel von virtuellen Geraden zwischen den Balkenstrukturen, entlang derer sich beim Ausbilden der Membranen die Membranschichten anordnen, und der Haupterstreckungsebene der Substratschicht ermöglicht werden. Dadurch kann ein Hineindrücken der Membranschichten in die Ausnehmungen zum Ausbilden der Membranen vorteilhaft erleichtert werden. Insbesondere kann eine Ausbildung der Membranen bei vorteilhaft geringen Druckdifferenzen ermöglicht werden. Durch die Ausbildung der Balkenstrukturen kann ein nachträgliches Bearbeiten der Membranschichten zwischen den Balkenstrukturen vorteilhaft erleichtert werden, insbesondere da eine weitere Bearbeitung im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Substratschicht erfolgen kann. Vorzugsweise werden die Balkenstrukturen, insbesondere vor einem Aufbringen der Membranschichten, derart in die Substratschicht eingebracht, dass die Balkenstrukturen an der ersten Hauptoberfläche und die Balkenstrukturen an der zweiten Hauptoberfläche senkrecht zur Haupterstreckungsebene betrachtet beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei insbesondere die Balkenstrukturen an der ersten Hauptoberfläche jeweils einen minimalen Abstand aufweisen, der im Wesentlichen einem minimalen Abstand der Balkenstrukturen an der zweiten Hauptoberfläche entspricht. Bevorzugt werden die Balkenstrukturen derart in die Substratschicht eingebracht, dass ein im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene ausgerichteter minimaler Abstand zwischen zwei eine der Membranen aufspannenden Balkenstrukturen mindestens einer zur Verwendung des Strahlführungsbauteils vorgesehenen Strahlbreite entspricht, vorzugsweise größer als die zur Verwendung des Strahlführungsbauteils vorgesehene Strahlbreite ausgebildet ist. Alternativ ist denkbar, insbesondere falls die Membranschichten zwischen den Membranen stehen gelassen werden sollen, dass die Balkenstrukturen, insbesondere vor einem Aufbringen der Membranschichten, derart in die Substratschicht eingebracht werden, dass die, insbesondere an der ersten Hauptoberfläche und an der zweiten Hauptoberfläche der Substratschicht angeordneten, Balkenstrukturen, welche insbesondere jeweils eine andere Membran der Membranen aufspannen, senkrecht zu der Haupterstreckungsebene der Substratschicht betrachtet im Wesentlichen deckungsgleich hintereinander angeordnet sind.
  • Außerdem wird ein mikroelektrooptisches System, umfassend zumindest ein erfindungsgemäßes mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil und zumindest ein weiteres, insbesondere aus einer Substratschicht ausgebildetes, mikroelektrooptisches Bauteil, insbesondere ein erfindungsgemäßes mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, vorgeschlagen, wobei das zumindest eine weitere mikroelektrooptische Bauteil über eine, insbesondere zumindest im Wesentlichen ebene, Hauptoberfläche des weiteren mikroelektrooptischen Bauteils flächig an einer ersten oder zweiten Hauptoberfläche des mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils angeordnet ist, wobei das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil und das weitere mikroelektrooptische Bauteil zusammen zumindest einen Strahlengang ausbilden, welcher sich im Wesentlichen senkrecht zu den Hauptoberflächen des mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils und des weiteren mikroelektrooptischen Bauteils erstreckt. Es ist denkbar, dass das zumindest eine Strahlführungsbauteil und das zumindest eine weitere Bauteil, insbesondere senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Strahlführungsbauteils betrachtet, im Wesentlichen deckungsgleich übereinander angeordnet sind. Alternativ ist denkbar, dass das Strahlführungsbauteil und das weitere Bauteil voneinander verschiedene äußere Abmessungen aufweisen. Insbesondere sind das zumindest eine Strahlführungsbauteil und das zumindest eine weitere Bauteil aneinander befestigt, insbesondere durch Kleben, Löten oder Anlegieren. Bevorzugt sind das Strahlführungsbauteil und das weitere Bauteil des Systems mittels Wafer-Bondern miteinander verbunden. Insbesondere weist der zumindest eine Strahlengang eine Haupterstreckung auf, die sich in einem Winkel von im Wesentlichen 45° zu den Membranen des Strahlführungsbauteils erstreckt. Das zumindest eine weitere Bauteil ist bevorzugt als ein Strahlführungsbauteil, als ein Strahlformungsbauteil, als ein Strahlerfassungsbauteil o.dgl. ausgebildet. Beispielsweise ist das weitere Bauteil als ein Strahlteiler, als ein Strahlvereiniger, als eine Strahlquelle, als ein Strahlspiegel, insbesondere ein Mikrospiegel, als ein Strahldetektor, beispielsweise eine Photodiode, als eine Linse oder ein Linsensystem o.dgl. ausgebildet. Es ist denkbar, dass die mikroelektrooptischen Bauteile des Systems aus im Wesentlichen baugleichen Substratschichten, insbesondere Wafern, oder aus unterschiedlichen Substratschichten hergestellt sind. Insbesondere weisen die mikroelektrooptischen Bauteile des Systems im Wesentlichen identische oder voneinander verschiedene maximale Dicken auf. Bevorzugt ist das System zu einer Strahlführung, einer Strahlerzeugung und/oder zu einer Strahlerfassung vorgesehen. Es ist denkbar, dass das System ein, beispielsweise dreifarbenes, Lasermodul umfasst, welches als Strahlquelle ausgebildet ist und dazu vorgesehen ist, Lichtstrahlen in das Strahlführungsbauteil und/oder das weitere Bauteil einzuspeisen. Es ist denkbar, dass das mikroelektrooptische System zu einer Verwendung in einer Datenbrille, beispielsweise einer AR (Augmented Reality)-Brille vorgesehen ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Systems kann eine vorteilhaft kompakte Ausgestaltung ermöglicht werden, insbesondere da die Strahlführungsbauteile volumeneffizient jeweils flächig aufeinander angeordnet sind. Es kann eine vorteilhaft hohe optische Güte des Systems erreicht werden, da die Strahlführungsbauteile durch die Anordnung aneinander über die Hauptoberflächen bereits hinsichtlich der Strahlengänge justiert sind. Vorzugsweise kann eine Substratschicht eines erfindungsgemäßen Strahlführungsbauteils als eine optische Bank für weitere mikroelektrooptische Bauteile verwendet werden. Es kann eine vorteilhaft genaue und einfache Justage der Strahlführungsbauteile ermöglicht werden, die sich aufgrund der sehr guten Ebenheit/Parallelität und Dickengenauigkeit des Grundkörpers bzw. einer Substratschicht, aus der der Grundkörper ausgebildet ist, und der sehr genauen Position der einzelnen Elemente, insbesondere der Balkenstrukturen und der Membranen, der Strahlführungsbauteile zueinander auf das laterale Ausrichten der Wafer sowie der Verdrehung der Wafer zueinander nur um eine Achse beschränkt.
  • Das erfindungsgemäße mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil, das erfindungsgemäße Verfahren und/oder das erfindungsgemäße System sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann das erfindungsgemäße mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil, das erfindungsgemäße Verfahren und/oder das erfindungsgemäße System zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen.
  • Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils, hergestellt durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, mit beispielhaften Strahldurchgängen und eines erfindungsgemäßen Systems mit dem erfindungsgemäßen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteil,
    • 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils in einer Draufsicht,
    • 3 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen,
    • 4 eine schematische Schnittansicht einer Substratschicht bei einem Aufbringen von Membranschichten auf zwei Hauptoberflächen der Substratschicht,
    • 5 die schematische Schnittansicht der Substratschicht bei einem Ausbilden von Membranen aus den Membranschichten durch Anlegen einer Druckdifferenz,
    • 6 die schematische Schnittansicht der Substratschicht bei einem Aufbringen von verschiedenen Reflektionsschichten auf die Membranen,
    • 7 eine schematische Darstellung eines hergestellten mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils bei einem Trennen von anderen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen,
    • 8 eine schematische Schnittansicht einer ersten alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils mit beispielhaften Strahldurchgängen,
    • 9 eine schematische Schnittansicht einer zweiten alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils mit beispielhaften Strahldurchgängen und
    • 10 eine schematische Schnittansicht einer dritten alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils mit beispielhaften Strahldurchgängen.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In 1 ist ein Querschnitt eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10a gezeigt. Das Strahlführungsbauteil 10a ist mit einem beispielhaften Strahlverlauf gezeigt, wobei das Strahlführungsbauteil 10a als Strahlvereiniger fungiert. Das Strahlführungsbauteil 10a ist in 1 senkrecht zur einer Haupterstreckungsebene 12a des Strahlführungsbauteils 10a geschnitten und entlang der Haupterstreckungsebene 12a des Strahlführungsbauteils 10a gezeigt. insbesondere ist in 1 ein schematischer Ausschnitt des Strahlführungsbauteils 10a gezeigt, wobei eine Ausgestaltung des Strahlführungsbauteils 10a insbesondere nicht auf gezeigte Dimensionen und/oder gezeigte Abmessungen beschränkt ist. Das Strahlführungsbauteil 10a ist über ein Verfahren 100a zur Herstellung von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen 10a hergestellt (vgl. 3). Insbesondere ist das Strahlführungsbauteil 10a aus einer als Wafer, insbesondere als Silizium-Wafer, ausgebildeten Substratschicht 14a hergestellt (vgl. 4). Das Strahlführungsbauteil 10a weist eine erste Hauptoberfläche 16a, eine zweite Hauptoberfläche 18a, vier an der ersten Hauptoberfläche 16a angeordnete Balkenstrukturen 20a, vier an der zweiten Hauptoberfläche 18a angeordnete Balkenstrukturen 22a und vier Membranen 24a, 26a, 28a, 30a, welche sich jeweils von einer der Balkenstrukturen 20a an der ersten Hauptoberfläche 16a zu einer der Balkenstrukturen 22a an der zweiten Hauptoberfläche 18a erstrecken, auf. Die Balkenstrukturen 20a, 22a des Strahlführungsbauteils 10a sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a des Strahlführungsbauteils 10a spannen mit der Haupterstreckungsebene 12a jeweils einen Winkel 32a von im Wesentlichen 45° auf. Das Strahlführungsbauteil 10a weist eine maximale Dicke 34a von im Wesentlichen 1 mm auf. Insbesondere entspricht die maximale Dicke 34a des Strahlführungsbauteils 10a einer Dicke einer Substratschicht 14a, insbesondere eines Silizium-Wafers, aus welcher das Strahlführungsbauteil 10a hergestellt ist, wobei insbesondere die maximale Dicke 34a des Strahlführungsbauteils 10a auch größer oder kleiner als 1 mm ausgebildet sein kann. Ein parallel zur Haupterstreckungsebene 12a ausgerichteter Abstand 38a zwischen zwei eine der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a aufspannenden Balkenstrukturen 20a, 22a beträgt im Wesentlichen 1 mm. Es sind auch andere Ausgestaltungen der Balkenstrukturen 20a, 22a denkbar, beispielsweise mit einem von 1°mm verschiedenen Abstand 38a. Die Balkenstrukturen 20a, 22a sind senkrecht zur Haupterstreckungsebene 12a betrachtet beabstandet voneinander angeordnet, wobei insbesondere ein minimaler Abstand zwischen den einzelnen Balkenstrukturen 20a, 22a jeweils schräg zur Haupterstreckungsebene 12a verläuft. Es ist auch denkbar, dass Balkenstrukturen 20a an der ersten Hauptoberfläche 16a und Balkenstrukturen 22a an der zweiten Hauptoberfläche 18a senkrecht zur Haupterstreckungsebene 12a betrachtet zumindest teilweise übereinander oder im Wesentlichen deckungsgleich hintereinander angeordnet sind.
  • Die erste Hauptoberfläche 16a und die zweite Hauptoberfläche 18a sind im Wesentlichen eben ausgebildet und parallel zueinander angeordnet. Die Balkenstrukturen 20a, 22a weisen jeweils eine Außenfläche 36a auf, die als Teil der ersten Hauptoberfläche 16a oder der zweiten Hauptoberfläche 18a ausgebildet ist. Die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a und die Balkenstrukturen 20a, 22a sind im Wesentlichen vollständig zwischen den zwei Hauptoberflächen 16a, 18a und/oder zwischen zwei, jeweils eine der zwei Hauptoberflächen 16a, 18a umfassenden gedachten Ebenen angeordnet. Die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die Balkenstrukturen 20a an der ersten Hauptoberfläche 16a weisen jeweils einen minimalen Abstand 38a zueinander auf, der im Wesentlichen einem minimalen Abstand 40a der Balkenstrukturen 22a an der zweiten Hauptoberfläche 18a entspricht.
  • Das Strahlführungsbauteil 10a begrenzt drei Durchführungen 42a, die sich jeweils von der ersten Hauptoberfläche 16a zur zweiten Hauptoberfläche 18a erstrecken. Die Durchführungen 42a sind jeweils zumindest teilweise von zwei der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a begrenzt. Die Durchführungen 42a erstrecken sich jeweils in zumindest einem Bereich senkrecht zur Haupterstreckungsebene 12a vollständig von der ersten Hauptoberfläche 16a zu der zweiten Hauptoberfläche 18a. Alternativ ist denkbar, dass zwischen den Membranen 24a, 26a, 28a, 30a optisch transparente weitere Membranen angeordnet sind, die sich jeweils von einer, eine der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a aufspannenden Balkenstruktur 20a, 22a zu einer anderen, eine andere Membran 24a, 26a, 28a, 30a der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a aufspannenden Balkenstruktur 20a, 22a erstrecken. Das Strahlführungsbauteil 10a umfasst einen Grundkörper 44a, welcher durch einen Rahmen 46a und die Balkenstrukturen 20a, 22a gebildet ist. Der Grundkörper 44a begrenzt Ausnehmungen 43a zwischen den zwei Hauptoberflächen 16a, 18a. Der Grundkörper 44a, insbesondere der Rahmen 46a, begrenzt die Durchführungen 42a, insbesondere an parallel zur Haupterstreckungsebene 12a ausgerichteten Seiten.
  • Jede der vier Membranen 24a, 26a, 28a, 30a ist für zumindest einen, insbesondere genau einen, Wellenlängenbereich, insbesondere einer Farbe aus dem RGB-Farbspektrum, im Wesentlichen vollständig reflektierend ausgebildet. Es sind auch andere Wellenlängenbereiche denkbar. Insbesondere sind die Wellenlängenbereiche nicht auf das Spektrum des sichtbaren Lichts beschränkt. Alternativ ist denkbar, dass eine/die Membran(en) 24a, 26a, 28a, 30a für den jeweiligen Wellenlängenbereich lediglich teilweise reflektierend ausgebildet ist/sind, wobei insbesondere die Membran(en) 24a, 26a, 28a, 30a dazu vorgesehen ist/sind, einen bestimmten Anteil einer elektromagnetischen Strahlung im jeweiligen Wellenlängenbereich zu reflektieren. Insbesondere umfassen die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a jeweils eine Mehrzahl von Reflektionsschichten 48a, die dazu vorgesehen sind, Reflektionseigenschaften der jeweiligen Membran 24a, 26a, 28a, 30a zu bestimmen. Eine erste Membran 24a der vier Membranen 24a, 26a, 28a, 30a ist für rotes Licht im Wesentlichen vollständig reflektierend ausgebildet. Eine zweite Membran 26a der vier Membranen 24a, 26a, 28a, 30a ist für grünes Licht im Wesentlichen vollständig reflektierend ausgebildet. Eine dritte Membran 28a der vier Membranen 24a, 26a, 28a, 30a ist für blaues Licht im Wesentlichen vollständig reflektierend ausgebildet. Eine vierte Membran 30a der vier Membranen 24a, 26a, 28a, 30a ist für Licht aus dem gesamten Spektrum des sichtbaren Lichts im Wesentlichen vollständig reflektierend ausgebildet, wobei insbesondere rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht im Wesentlichen vollständig an der vierten Membran 30a, insbesondere an einer Rückseite der vierten Membran 30a, reflektiert wird.
  • Die Balkenstrukturen 20a, 22a weisen entlang einer Längsachse 50a der Balkenstrukturen 20a, 22a (vgl. 2) betrachtet jeweils eine gleichbleibende Querschnittsfläche auf. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche der einzelnen Balkenstrukturen 20a, 22a, insbesondere aufgrund eines Herstellungsverfahrens durch Ätzen, zumindest teilweise trapezförmig ausgebildet. Ein senkrecht zur Haupterstreckungsebene 12a ausgerichteter minimaler Abstand 52a der Balkenstrukturen 20a, 22a ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass an den Membranen 24a, 26a, 28a, 30a reflektierte Strahlen im Wesentlichen ungehindert, insbesondere ohne ein Zusammenwirken mit einer Balkenstruktur 20a, 22a und/oder einer Innenseite des Grundkörpers 44a zwischen den Membranen 24a, 26a, 28a, 30a bzw. im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene 12a geführt werden kann. Es ist denkbar, dass die Balkenstrukturen 20a, 22a senkrecht zur Haupterstreckungsebene 12a einen minimalen Abstand 52a aufweisen, der mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 60% und bevorzugt mindestens 70%, der maximalen Dicke des Strahlführungsbauteils 10a entspricht.
  • Das Strahlführungsbauteil 10a ist vorzugsweise dazu vorgesehen, einen roten Teilstrahl 54a, einen grünen Teilstrahl 56a und einen blaue Teilstrahl 58a über die erste, zweite und dritte Membran 24a, 26a, 28a parallel zur Haupterstreckungsebene 12a zu reflektieren, wobei die Teilstrahlen 54a, 56a, 58a zusammen auf die vierte Membran 30a geführt, dort zusammen reflektiert und gebündelt ausgegeben werden. Vorzugsweise ist die erste Membran 24a dazu vorgesehen, rotes Licht, insbesondere den roten Teilstrahl 54a, im Wesentlichen vollständig zu reflektieren. Bevorzugt ist die zweite Membran 26a dazu vorgesehen, grünes Licht, insbesondere den grünen Teilstrahl 56a, im Wesentlichen vollständig zu reflektieren und zumindest rotes Licht, insbesondere den roten Teilstrahl 54a, ungehindert, insbesondere im Wesentlichen ohne eine Abweichung eines Austrittswinkels des Teilstrahls 54a an der Membran 26a von einem Eintrittswinkel des Teilstrahls 54a an der Membran 26a, passieren zu lassen. Vorzugsweise ist die dritte Membran 28a dazu vorgesehen, blaues Licht, insbesondere den blauen Teilstrahl 58a, im Wesentlichen vollständig zu reflektieren und zumindest rotes und grünes Licht, insbesondere den roten Teilstrahl 54a und den grünen Teilstrahl 56a, ungehindert, insbesondere im Wesentlichen eine Abweichung eines Austrittswinkels der Teilstrahlen 54a, 56a an der Membran 28a von einem Eintrittswinkel der Teilstrahlen 54a, 56a an der Membran 28a, passieren zu lassen. Bevorzugt ist die vierte Membran 30a, insbesondere unabhängig von einer Wellenlänge einlaufender Lichtstrahlen und/oder zumindest für rotes, grünes und blaues Licht, insbesondere die Teilstrahlen 54a, 56a, 58a, im Wesentlichen vollständig reflektierend ausgebildet. Die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a umfassen jeweils eine Mehrzahl unterschiedlicher Reflektionsschichten 48a, die insbesondere die zuvor beschriebenen Reflektionseigenschaften der einzelnen Membranen 24a, 26a, 28a, 30a bewirken. Es sind verschiedene dem Fachmann bekannte Ausgestaltungen der Reflektionsschichten 48a denkbar, wobei beispielsweise die Reflektionsschichten 48a metallisch ausgebildet sind. Die in 1 gezeigten Lichtstrahlen, insbesondere die Teilstrahlen 54a, 56a, 58a, sind vorzugsweise als Lichtstrahlen aus einer Laser-Quelle ausgebildet.
  • In 1 sind zusätzlich zu dem mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteil 10a weitere mikroelektrooptische Bauteile 60a gezeigt, welche schematisch dargestellt sind. 1 zeigt ein mikroelektrooptisches System 62a, welches das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil 10a und die weiteren, insbesondere jeweils aus einer Substratschicht 14a, insbesondere einem Wafer, ausgebildeten, mikroelektrooptischen Bauteile 60a umfasst. Vorzugsweise bilden die mikroelektrooptischen Bauteile 10a, 60a, insbesondere das Strahlführungsbauteil 10a und die Bauteile 60a, das mikroelektrooptische System 62a aus. Die weiteren mikroelektrooptischen Bauteile 60a sind jeweils über eine im Wesentlichen ebene Hauptoberfläche flächig an der ersten oder der zweiten Hauptoberfläche 16a, 18a des mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10a angeordnet. Das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil 10a und die weiteren mikroelektrooptischen Bauteile 60a bilden zusammen zumindest einen Strahlengang des Systems 62a aus, welcher sich im Wesentlichen senkrecht zu den Hauptoberflächen 16a, 18a des mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10a und der weiteren mikroelektrooptischen Bauteile 60a erstreckt. Die weiteren Bauteile 60a weisen jeweils eine maximale Dicke auf, die im Wesentlichen der maximalen Dicke 34a des Strahlführungsbauteils 10a entspricht. Es sind auch andere Ausgestaltungen der weiteren mikroelektrooptischen Bauteile 60a denkbar, insbesondere mit einer zu dem Strahlführungsbauteil 10a und/oder mit voneinander verschiedenen maximalen Dicken, wobei die weiteren mikroelektrooptischen Bauteile 60a beispielsweise aus einer Substratschicht hergestellt sind, welche sich von dem Grundkörper 44a bzw. der Substratschicht 14a, aus welcher das Strahlführungsbauteil 10a hergestellt ist, unterscheiden. Das Strahlführungsbauteil 10a und die weiteren Bauteile 60a sind senkrecht zur Haupterstreckungsebene 12a des Strahlführungsbauteils 10a betrachtet im Wesentlichen deckungsgleich übereinander angeordnet. Vorzugsweise sind das Strahlführungsbauteil 10a und die weiteren Bauteile 60a miteinander verbunden, beispielsweise verlötet, verklebt und/oder legiert. Es sind verschiedene Ausgestaltungen der weiteren Bauteile 60a denkbar, beispielsweise als Mikrospiegel, als Strahlquelle, als Strahlumlenker o.dgl. Vorzugsweise sind die weiteren Strahlführungsbauteile mittels des Verfahrens 100a zur Herstellung von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen 10a aus einem Wafer hergestellt (vgl. 3). Es sind auch andere Ausgestaltungen des Systems 62a denkbar, beispielsweise mit lediglich zwei oder mehr als drei mikroelektrooptischen Bauteilen 10a, 60a. Zudem ist denkbar, dass die mikroelektrooptischen Bauteile 10a, 60a des Systems 62a voneinander verschiedene äußere Abmessungen aufweisen.
  • In 2 ist eine Draufsicht des Strahlführungsbauteils 10a gezeigt. In 2 sind im Bereich der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a beispielhafte Strahlengänge für die in 1 gezeigten Lichtstrahlen, insbesondere die Teilstrahlen 54a, 56a, 58a, gezeigt. Eine maximale Breite 64a der Ausnehmungen 43a bzw. der Durchführungen 42a und/oder eine maximale Länge der Balkenstrukturen 20a, 22a beträgt im Wesentlichen 1 mm. Die maximale Breite 64a der Ausnehmungen 43a bzw. der Durchführungen 42a und/oder die maximale Länge der Balkenstrukturen 20a, 22a kann jedoch je nach Anwendung bzw. Verwendung des Strahlführungsbauteils 10a beliebig gewählt werden. Ein minimaler Abstand 66a zwischen Balkenstrukturen 20a an der ersten Hauptoberfläche 16a und parallel zur Haupterstreckungsebene 12a betrachtet daneben angeordneten Balkenstrukturen 22a an der zweiten Hauptoberfläche 18a beträgt vorzugsweise mindestens 0,05 mm, vorzugsweise mindestens 0,1 mm und bevorzugt mindestens 0,2 mm. Die Balkenstrukturen 20a, 22a erstrecken sich jeweils zwischen den Ausnehmungen 43a bzw. den Durchführungen 42a zugewandten Innenseiten des Rahmens 46a. Die Balkenstrukturen 20a, 22a weisen, insbesondere parallel zur Haupterstreckungsebene 12a (in 2 nicht gezeigt; erstreckt sich parallel zur Bildebene), eine maximale Breite 68a von mindestens 0,005 mm, vorzugsweise mindestens 0,01 mm und bevorzugt mindestens 0,05 mm, auf. Bevorzugt ist der Grundkörper 44a aus einem Wafer ausgeformt. Der Grundkörper 44a, insbesondere der Rahmen 46a und die Balkenstrukturen 20a, 22a, ist insbesondere aus Silizium ausgebildet. Es sind auch andere Ausgestaltungen des Strahlführungsbauteils 10a denkbar, beispielsweise mit einer von Vier abweichenden Anzahl von Membranen 24a, 26a, 28a, 30a, mit transparenten Membranschichten zwischen den Membranen 24a, 26a, 28a, 30a, mit einer verlängerten Ausgestaltung der Balkenstrukturen 20a, 22a bzw. der Ausnehmungen 43a o.dgl. Insbesondere ist denkbar, dass die Durchführungen 42a und/oder die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a eine Breite 64a aufweisen, die größer ist als der minimale Abstand 38a, 40a der Balkenstrukturen 20a, 22a. Ein im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene 12a ausgerichteter minimaler Abstand 69a von zwei, zusammen eine der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a aufspannenden Balkenstrukturen 16a, 18a entspricht im Wesentlichen der maximalen Dicke 34a des Strahlführungsbauteils 10a, insbesondere im Wesentlichen 1 mm.
  • In 3 ist schematisch ein beispielhafter Ablauf des Verfahrens 100a zur Herstellung von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen 10a gezeigt. Bevorzugt werden über das Verfahren 100a aus der Substratschicht 14a, insbesondere dem Wafer, eine Vielzahl von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen 10a hergestellt, die beispielsweise wie das in den 1 und 2 beschriebene Strahlführungsbauteil 10a ausgebildet sind. In einem Verfahrensschritt 102a des Verfahrens 100a werden, insbesondere durch Ätzen, an der ersten Hauptoberfläche 16a und an der zweiten Hauptoberfläche 18a der Substratschicht 14a jeweils die Balkenstrukturen 20a, 22a in die Substratschicht 14a eingebracht. Bevorzugt wird für jedes herzustellende Strahlführungsbauteil 10a jeweils der Grundkörper 44a des fertigen Strahlführungsbauteils 10a aus dem Wafer ausgeformt. Vorzugsweise werden die Hauptoberflächen 16a, 18a des fertigen Strahlführungsbauteils 10a aus den Hauptoberflächen 16a, 18a der Substratschicht 14a ausgebildet, wobei diese, insbesondere mit Ausnahme von äußeren Abmessungen im Wesentlich identisch ausgebildet sind. Die Balkenstrukturen 20a, 22a der einzelnen herzustellenden Strahlführungsbauteile 10a werden beabstandet voneinander in die Substratschicht 14a eingebracht. Bevorzugt erfolgt das Ätzen der Substratschicht 14a mittels eines nasschemischen Ätzverfahrens. Insbesondere erfolgt das Ätzen der Substratschicht 14a mittels Kaliumhydroxid (KOH) oder mittels Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH). Das Ätzen der Substratschicht 14a zum Einbringen der Balkenstrukturen 20a, 22a erfolgt von den zwei Seiten, an denen jeweils eine der Hauptoberflächen 16a, 18a angeordnet ist. Insbesondere werden durch das Einbringen der Balkenstrukturen 20a, 22a zwischen der ersten Hauptoberfläche 16a und der zweiten Hauptoberfläche 18a der Substratschicht 14a die Ausnehmungen 43a gebildet. Die Balkenstrukturen 20a, 22a werden derart in die Substratschicht 14a eingebracht, dass die, insbesondere an der ersten Hauptoberfläche 16a und an der zweiten Hauptoberfläche 18a der Substratschicht 14a angeordneten, Balkenstrukturen 20a, 22a senkrecht zu der Haupterstreckungsebene 12a der Substratschicht 14a betrachtet beabstandet voneinander angeordnet sind. Vorzugsweise umfasst die Haupterstreckungsebene 12a der Substratschicht 14a die Haupterstreckungsebenen 12a der herzustellenden Strahlführungsbauteile 10a, insbesondere der Grundkörper 44a der Strahlführungsbauteile 10a, in einem aneinander angeordneten Zustand der herzustellenden Strahlführungsbauteile 10a. Daher werden die Haupterstreckungsebenen der Substratschicht 14a und der herzustellenden Strahlführungsbauteile 10a in den Figuren nicht unterschieden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 104a des Verfahrens 100a wird auf die Substratschicht 14a von den zwei Seiten, an denen die erste Hauptoberfläche 16a und die zweite Hauptoberfläche 18a der Substratschicht 14a angeordnet sind, jeweils eine zumindest bereichsweise optisch transparente und elastische Membranschicht 70a, insbesondere eine Pellikel-Membran, aufgebracht. Insbesondere werden die Membranschichten 70a derart aufgebracht, dass diese an der jeweiligen Hauptoberfläche 16a, 18a, an der die Membranschichten 70a angeordnet werden, optisch transparent die Ausnehmungen 43a zwischen den Balkenstrukturen 20a, 22a verdecken. Insbesondere erfolgt das Aufbringen der Membranschichten 70a auf die Substratschicht 14a unter Vakuum, insbesondere innerhalb einer Vakuum-Kammer. Bevorzugt werden die Membranschichten 70a jeweils in einen Rahmen 72a (vgl. 4 und 5) eingespannt und mittels der Rahmen 72a flächig auf die jeweilige Hauptoberfläche 16a, 18a aufgebracht. Vorzugsweise werden die Membranschichten 70a mit einer optisch transparenten Klebeschicht 74a (vgl. 4), vorzugsweise aus einem UV-Kleber, an der Substratschicht 14a aufgebracht. Die Rahmen 72a werden nach dem Aufbringen der Membranschichten 70a vorzugsweise wieder entfernt. Vorzugsweise werden auch über die Substratschicht 14a, insbesondere den Wafer, hinausragende Teile der Membranschichten 70a entfernt.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 106a des Verfahrens 100a werden aus den Membranschichten 70a zwischen den Balkenstrukturen 20a, 22a die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a ausgebildet. Vorzugsweise erfolgt ein Ausbilden der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a über ein Anlegen eines Überdrucks, beispielsweise durch Belüftung der Vakuum-Kammer, wobei die Membranschichten 70a in die Ausnehmungen 43a bzw. aufeinandergedrückt werden. Bevorzugt werden die Membranschichten 70a bei einer Berührung und/oder nach einer Berührung über ein Aushärten miteinander verbunden, wobei die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a ausgebildet werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 108a des Verfahrens 100a werden auf die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a jeweils selektiv, insbesondere über Schattenmasken 76a (vgl. 6), die Reflektionsschichten 48a aufgebracht, wobei über die Reflektionsschichten 48a eine Reflektivität der einzelnen Membranen 24a, 26a, 28a, 30a jeweils für einen bestimmten Wellenlängenbereich angepasst wird. Auf die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a werden jeweils von den zwei Seiten, an denen die erste Hauptoberfläche 16a und die zweite Hauptoberfläche 18a der Substratschicht 14a angeordnet sind, jeweils die Reflektionsschichten 48a aufgebracht. Alternativ ist denkbar, dass die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a, ein Teil der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a oder einzelne Membranen 24a, 26a, 28a, 30a der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a unbeschichtet belassen werden, beispielsweise falls lediglich ein geringerer Anteil von Strahlen an der/den jeweiligen Membran(en) 24a, 26a, 28a, 30a reflektiert werden soll.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 110a des Verfahrens 100a werden zwischen zwei der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a über ein Entfernen der Membranschichten 70a zwischen zwei der Balkenstrukturen 20a, 22a, welche jeweils eine der zwei Membranen 24a, 26a, 28a, 30a begrenzen, die Durchführungen 42a von der ersten Hauptoberfläche 16a der Substratschicht 14a zu der zweiten Hauptoberfläche 18a der Substratschicht 14a ausgebildet.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 112a des Verfahrens 100a werden die einzelnen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteile 10a voneinander getrennt. Bevorzugt werden die mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteile 10a über einen senkrecht zur Haupterstreckungsebene 12a der Substratschicht 14a vorgenommenen Trennungsvorgang vereinzelt. Vorzugsweise werden die mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteile 10a mittels einer Diamant-Schleifscheibe voneinander getrennt. Es ist denkbar, dass in einem Verfahrensschritt des Verfahrens 100a vor dem Trennen der Strahlführungsbauteile 10a, insbesondere zwischen dem Verfahrensschritt 110a und dem Verfahrensschritt 112a, eine Trägerschicht 78a auf eine der Hauptoberflächen 16a, 18a der Substratschicht aufgebracht wird und/oder eine Schutzschicht 80a auf eine, insbesondere eine andere, der Hauptoberflächen 16a, 18a der Substratschicht aufgebracht wird (vgl. 7).
  • Zusätzlich ist denkbar, dass die Strahlführungsbauteile 10a in einem verfahrensschritt des Verfahrens 100a, insbesondere vor einem Trennen der Strahlführungsbauteile 10a, im Verbund einer optischen Prüfung unterzogen werden. Es sind auch andere Ausgestaltungen des Verfahrens 100a denkbar, beispielsweise mit einer anderen Reihenfolge der Verfahrensschritte 102a, 104a, 106a, 108a, 110a, 112a oder mit einer anderen Anzahl an Verfahrensschritten 102a, 104a, 106a, 108a, 110a, 112a.
  • In den 4 bis 7 sind Zwischenzustände eines über das Verfahren 100a herzustellenden mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10a gezeigt. In 4 ist die Substratschicht 14a nach dem Einbringen der Balkenstrukturen 20a, 22a gezeigt. Über die Rahmen 72a werden die zwei Membranschichten 70a auf die erste Hauptoberfläche 16a und die zweite Hauptoberfläche 18a der Substratschicht 14a aufgebracht. Durch ein Aufbringen der Membranschichten 70a mittels der Rahmen 72a und/oder durch ein Aufbringen innerhalb der Vakuum-Kammer können ungewollte Lufteinschlüsse zwischen den Membranschichten 70a und der Substratschicht 14a und ungewollte Spannungsunterschiede über die jeweilige Hauptoberfläche 16a, 18a der Substratschicht 14a vorteilhaft verhindert werden. Die Membranschichten 70a werden derart aufgebracht, dass diese im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene 12a der Substratschicht 14a an den Hauptoberflächen 16a, 18a angeordnet sind.
  • In 5 wird von außen ein Überdruck angelegt, wobei die Membranschichten 70a zwischen den an der jeweiligen Hauptoberfläche 16a, 18a angeordneten Balkenstrukturen 20a, 22a hindurch in die Ausnehmungen 43a aufeinander gedrückt werden. Vorzugsweise werden die Membranschichten 70a durch die Klebeschichten 74a innerhalb der Ausnehmungen 43a miteinander verbunden (in 5 nicht gezeigt), wobei die Membranen 24a, 26a, 28a, 30a ausgebildet werden (siehe 6). In 6 ist die Substratschicht 14a mit den ausgebildeten Membranen 24a, 26a, 28a, 30a zwischen den Balkenstrukturen 20a, 22a gezeigt. Die Substratschicht 14a wird zu einem Aufbringen der Reflektionsschichten 48a an den Hauptoberflächen 16a, 18a nacheinander mit einer Mehrzahl von Schattenmasken 76a versehen, die jeweils ein Beschichten einer einzelnen Membran 24a, 26a, 28a, 30a der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a ermöglichen. In 6 sind beispielhaft eine Vielzahl von Schattenmasken 76a zum Beschichten der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a gezeigt.
  • Nach dem Aufbringen der Reflektionsschichten 48a werden durch ein Entfernen von Membranschichten 70a zwischen den Membranen 24a, 26a, 28a, 30a mittels eines Lasers die Durchführungen 42a ausgebildet (vgl. 6 und 7). In 7 ist das Strahlführungsbauteil 10a nach einem Trennen von den anderen hergestellten Strahlführungsbauteilen 10a in einem Querschnitt (7, oben) und einer Draufsicht (7, unten) gezeigt. Vor dem Trennen der Strahlführungsbauteile 10a wird die Trägerschicht 78a an einer der Hauptoberflächen 16a, 18a, insbesondere der zweiten Hauptoberfläche 18a, der Substratschicht 14a angeordnet. Zudem wird vor dem Trennen der Strahlführungsbauteile 10a die Schutzschicht 80a an der anderen Hauptoberfläche 16a, 18a, insbesondere der ersten Hauptoberfläche 16a, der Substratschicht 14a angeordnet (vgl. 7, oben). Die Trägerschicht 78a ist dazu vorgesehen, Beschädigungen und Verformungen der Substratschicht 14a während eines Trennens der Strahlführungsbauteile 10a zu verhindern. Die Schutzschicht 80a ist dazu vorgesehen, Beschädigungen der Membranen 24a, 26a, 28a, 30a und eine Ablagerung von Rückständen innerhalb der Durchführungen 42a beim Trennen der Strahlführungsbauteile 10a zu verhindern. Das Strahlführungsbauteil 10a weist im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene 12a eine maximale Längserstreckung 82a und/oder eine maximale Quererstreckung 84a von höchstens 500 mm, vorzugsweise höchstens 250 mm, bevorzugt höchstens 100 mm und besonders bevorzugt höchstens 20 mm, auf. Bevorzugt entspricht eine maximale Haupterstreckung des Strahlführungsbauteils 10a einer Haupterstreckung der Substratschicht 14a, insbesondere des Wafers, aus der das Strahlführungsbauteil 10a hergestellt ist. Das, insbesondere in den 1 bis 7 gezeigte, Strahlführungsbauteil 10a weist insbesondere eine maximale Längserstreckung 82a von im Wesentlichen 7,4 mm und eine maximale Quererstreckung 84a von im Wesentlichen 1,5 mm auf. Die maximale Längserstreckung 82a und die maximale Quererstreckung 84a sind vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Haupterstreckungsebene 12a und/oder den Hauptoberflächen 16a, 18a ausgerichtet. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen des Strahlführungsbauteils 10a denkbar, beispielsweise mit einer maximalen Längserstreckung 82a von mehr oder weniger als 7,4 mm, einer maximalen Quererstreckung 84a von mehr oder weniger als 1,5 mm und/oder mit einer von 1 mm verschiedenen maximalen Dicke 34a. Vorzugsweise werden die Strahlführungsbauteile 10a nach einem Trennen wieder von der Trägerschicht 78a und/oder der Schutzschicht 80a gelöst.
  • In den 8 bis 10 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere des Ausführungsbeispiels der 1 bis 7, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 7 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 8 bis 10 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis d ersetzt.
  • In 8 ist eine erste alternative Ausgestaltung eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10b in einem Querschnitt (analog zur 1) gezeigt. Das Strahlführungsbauteil 10b umfasst eine erste Hauptoberfläche 16b, eine zweite Hauptoberfläche 18b, eine Haupterstreckungsebene 12b, einer Mehrzahl von an der ersten Hauptoberfläche 16b angeordneten Balkenstrukturen 20b, eine Mehrzahl von an der zweiten Hauptoberfläche 18b angeordneten Balkenstrukturen 22b und eine Mehrzahl von Membranen 24b, 26b, 28b, welche sich jeweils von einer der Balkenstrukturen 20b an der ersten Hauptoberfläche 16b zu einer der Balkenstrukturen 22b an der zweiten Hauptoberfläche 18b erstrecken Die Balkenstrukturen 20b, 22b sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Die Membranen 24b, 26b, 28b spannen mit der Haupterstreckungsebene 12b jeweils einen Winkel 32b von im Wesentlichen 45° auf. Das Strahlführungsbauteil 10b ist über ein Verfahren zur Herstellung von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen 10b hergestellt. Das in 8 dargestellte mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil 10b weist eine zumindest im Wesentlichen analoge Ausgestaltung zu dem in der Beschreibung der 1 bis 7 beschriebenen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteil 10a auf, so dass bezüglich einer Ausgestaltung des in der 8 dargestellten mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10b zumindest im Wesentlichen auf die Beschreibung der 1 bis 7 verwiesen werden kann. Im Unterschied zu dem in der Beschreibung der 1 bis 7 beschriebenen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteil 10a weist das in der 8 dargestellte mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil 10b lediglich drei Membranen 24b, 26b, 28b auf. Die Membranen 24b, 26b, 28b sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Eine dritte Membran 28b der Membranen 24b, 26b, 28b ist dazu vorgesehen bzw. derart ausgebildet, dass blaues Licht, insbesondere ein blauer Teilstrahl 58b, im Wesentlichen unbeeinträchtigt, insbesondere ohne Brechung, durch die dritte Membran 28b transmittieren kann, wobei rotes Licht und grünes Licht, insbesondere ein roter Teilstrahl 54b und ein grüner Teilstrahl 56b, im Wesentlichen vollständig an der dritten Membran 28b reflektiert werden. Das Strahlführungsbauteil 10b ist insbesondere in einer Funktion als ein Strahlvereiniger gezeigt. Es ist auch denkbar, dass das Strahlführungsbauteil 10b als Strahlteiler verwendet wird, wobei insbesondere die Lichtstrahlen, insbesondere die Teilstrahlen 54b, 56b, 58b, in eine, zu einer in 8 gezeigten Strahlrichtung entgegengesetzte Richtung laufen.
  • In 9 ist eine zweite alternative Ausgestaltung eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10c in einem Querschnitt (analog zu den 1 und 8) gezeigt. Das Strahlführungsbauteil 10c umfasst eine erste Hauptoberfläche 16c, eine zweite Hauptoberfläche 18c, eine Haupterstreckungsebene 12c, einer Mehrzahl von an der ersten Hauptoberfläche 16c angeordneten Balkenstrukturen 20c, eine Mehrzahl von an der zweiten Hauptoberfläche 18c angeordneten Balkenstrukturen 22c und eine Mehrzahl von Membranen 24c, 26c, 28c, 30c, welche sich jeweils von einer der Balkenstrukturen 20c an der ersten Hauptoberfläche 16c zu einer der Balkenstrukturen 22c an der zweiten Hauptoberfläche 18c erstrecken. Die Balkenstrukturen 20c, 22c sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Die Membranen 24c, 26c, 28c, 30c spannen mit der Haupterstreckungsebene 12c jeweils einen Winkel 32c von im Wesentlichen 45° auf. Das Strahlführungsbauteil 10c ist über ein Verfahren zur Herstellung von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen 10c hergestellt. Das in 9 dargestellte mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil 10c weist eine zumindest im Wesentlichen analoge Ausgestaltung zu dem in der Beschreibung der 1 bis 7 beschriebenen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteil 10a auf, so dass bezüglich einer Ausgestaltung des in der 9 dargestellten mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10c zumindest im Wesentlichen auf die Beschreibung der 1 bis 7 verwiesen werden kann. Im Unterschied zu dem in der Beschreibung der 1 bis 7 beschriebenen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteil 10a ist eine der Membranen 24c, 26c, 28c, 30c, insbesondere eine vierte Membran 30c, des in der 9 dargestellten mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10c im Wesentlichen senkrecht zu den anderen Membranen 24c, 26c, 28c ausgerichtet. Vorzugsweise ist die vierte Membran 30c dazu vorgesehen, Lichtstrahlen, insbesondere unabhängig von der Wellenlänge, im Wesentlichen vollständig zu reflektieren. Vorzugsweise ist das Strahlführungsbauteil 10c als Strahlvereiniger ausgebildet, wobei Teilstrahlen 54c, 56c, 58c verschiedener Wellenlängen zu einem Lichtstrahl vereinigt werden. Insbesondere ist das Strahlführungsbauteil 10c, insbesondere die vierte Membran 30c, dazu vorgesehen, den vereinigten Lichtstrahl in eine einer Einfallrichtung der Teilstrahlen 54c, 56c, 58c entgegengerichtete Richtung auszugeben. Vorzugsweise erstreckt sich eine Membran 30c der Membranen 24c, 26c, 28c, 30c, insbesondere die vierte Membran 30c, zwischen einer der an der ersten Hauptoberfläche 16c angeordneten Balkenstruktur 20c und einer an der zweiten Hauptoberfläche 18c angeordneten Balkenstruktur 22c, an welcher bereits eine andere Membran 28c der Membranen 24c, 26c, 28c, 30c, insbesondere eine dritte Membran 28c, angeordnet ist. Insbesondere ist zwischen der dritten Membran 28c und der vierten Membran 30c keine Durchführung 42c ausgebildet.
  • In 10 ist eine dritte alternative Ausgestaltung eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10d in einem Querschnitt (analog zu den 1, 8 und 9) gezeigt. Das Strahlführungsbauteil 10d umfasst eine erste Hauptoberfläche 16d, eine zweite Hauptoberfläche 18d, eine Haupterstreckungsebene 12d, einer Mehrzahl von an der ersten Hauptoberfläche 16d angeordneten Balkenstrukturen 20d, eine Mehrzahl von an der zweiten Hauptoberfläche 18d angeordneten Balkenstrukturen 22d und eine Mehrzahl von Membranen 24d, 26d, 28d, welche sich jeweils von einer der Balkenstrukturen 20d an der ersten Hauptoberfläche 16d zu einer der Balkenstrukturen 22d an der zweiten Hauptoberfläche 18d erstrecken. Die Balkenstrukturen 20d, 22d sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Die Membranen 24d, 26d, 28d spannen mit der Haupterstreckungsebene 12d jeweils einen Winkel 32d von im Wesentlichen 45° auf. Das Strahlführungsbauteil 10d ist über ein Verfahren zur Herstellung von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen 10d hergestellt. Das in 10 dargestellte mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil 10d weist eine zumindest im Wesentlichen analoge Ausgestaltung zu dem in der Beschreibung der 1 bis 7 beschriebenen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteil 10a auf, so dass bezüglich einer Ausgestaltung des in der 10 dargestellten mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils 10d zumindest im Wesentlichen auf die Beschreibung der 1 bis 7 verwiesen werden kann. Im Unterschied zu dem in der Beschreibung der 1 bis 7 beschriebenen mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteil 10a ist das in der 10 dargestellte mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil 10d zu einer Seite 86d parallel zur Haupterstreckungsebene 12d offen ausgebildet. Das Strahlführungsbauteil 10d umfasst drei Membranen 24d, 26d, 28d, die jeweils dazu vorgesehen sind, Teilstrahlen 54d, 56d, 58d einer Wellenlänge bzw. Farbe im Wesentlichen vollständig zu reflektieren, wobei insbesondere Teilstrahlen 54d, 56d, 58d einer anderen Wellenlänge oder Farbe im Wesentlichen ungehindert passieren können. Die Membranen 24d, 26d, 28d sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Die an einer der Membranen 24d, 26d, 28d reflektierten Teilstrahlen 54d, 56d, 58d werden durch die jeweils anderen Membranen 24d, 26d, 28d hindurchgeführt und parallel zur Haupterstreckungsebene 12d ausgegeben. Dadurch werden die Teilstrahlen 54d, 56d, 58d zusammen als ein vereinigter Lichtstrahl ausgegeben.

Claims (12)

  1. Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, insbesondere Strahlteiler oder Strahlvereiniger, mit zumindest einer ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d), mit zumindest einer zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d), mit einer Haupterstreckungsebene (12a; 12b; 12c; 12d), mit einer Mehrzahl von an der ersten Hauptoberfläche angeordneten Balkenstrukturen (20a; 20b; 20c; 20d), mit einer Mehrzahl von an der zweiten Hauptoberfläche angeordneten Balkenstrukturen (22a; 22b; 22c; 22d) und mit einer Mehrzahl von Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d), welche sich jeweils von einer der Balkenstrukturen (20a; 20b; 20c; 20d) an der ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) zu einer der Balkenstrukturen (22a; 22b; 22c; 22d) an der zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) erstrecken, wobei die Balkenstrukturen (20a, 22a; 20b, 22b; 20c, 22c; 20d, 22d) im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei die Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) mit der Haupterstreckungsebene (12a; 12b; 12c; 12d) jeweils einen Winkel (32a; 32b; 32c; 32d) von im Wesentlichen 45° aufspannen.
  2. Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Großteil der Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
  3. Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) und die Balkenstrukturen (20a, 22a; 20b, 22b; 20c, 22c; 20d, 22d) im Wesentlichen vollständig zwischen der ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) und der zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) angeordnet sind.
  4. Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) zumindest eine Durchführung (42a; 42b; 42c; 42d) begrenzen, die sich zwischen den zwei Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) von der ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) zur zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) erstreckt.
  5. Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zumindest eine Durchführung (42a; 42b; 42c; 42d) in zumindest einem Bereich vollständig von der ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) zu der zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) senkrecht zur Haupterstreckungsebene (12a; 12b; 12c; 12d) erstreckt.
  6. Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) zumindest zwei Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) umfasst, wobei jede der Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) für zumindest einen, insbesondere genau einen, Wellenlängenbereich zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist.
  7. Verfahren zur Herstellung von mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteilen, insbesondere Strahlteilern oder Strahlvereinigern, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt (102a), insbesondere durch Ätzen, an einer ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) und an einer zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) einer Substratschicht (14a), insbesondere einem Wafer, jeweils eine Mehrzahl von Balkenstrukturen (20a, 22a; 20b, 22b; 20c, 22c; 20d, 22d) in die Substratschicht (14a) eingebracht werden, wobei zwischen der ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) und der zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) der Substratschicht (14a) Ausnehmungen (42a; 42b; 42c; 42d) gebildet werden, wobei in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt (104a) auf die Substratschicht (14a) von zwei Seiten, an denen die erste Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) und die zweite Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) der Substratschicht (14a) angeordnet sind, jeweils zumindest eine zumindest bereichsweise optisch transparente und elastische Membranschicht (70a), insbesondere eine Pellikel-Membran, aufgebracht wird, welche die Ausnehmungen (42a; 42b; 42c; 42d) bedeckt, wobei in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt (106a) aus den Membranschichten (70a) zwischen den Balkenstrukturen (20a, 22a; 20b, 22b; 20c, 22c; 20d, 22d) Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) ausgebildet werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt (110a) zwischen zwei der Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) über ein Entfernen der Membranschichten (70a) zwischen zwei der Balkenstrukturen (20a, 22a; 20b, 22b; 20c, 22c; 20d, 22d), welche jeweils eine der zwei Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) begrenzen, zumindest eine Durchführung (42a) von der ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) der Substratschicht (14a) zu der zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) der Substratschicht (14a) ausgebildet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (108a) auf die Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) jeweils selektiv zumindest eine Reflektionsschicht (48a; 48b; 48c; 48d) aufgebracht wird, wobei über die Reflektionsschichten (48a; 48b; 48c; 48d) eine Reflektivität der einzelnen Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) jeweils für einen bestimmten Wellenlängenbereich angepasst wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Membranen (24a, 26a, 28a, 30a; 24b, 26b, 28b; 24c, 26c, 28c, 30c; 24d, 26d, 28d) jeweils von den zwei Seiten, an denen die erste Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) und die zweite Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) der Substratschicht (14a) angeordnet sind, jeweils zumindest eine Reflektionsschicht (48a; 48b; 48c; 48d) aufgebracht wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Balkenstrukturen (20a, 22a; 20b, 22b; 20c, 22c; 20d, 22d) derart in die Substratschicht (14a) eingebracht werden, dass die, insbesondere an der ersten Hauptoberfläche (16a; 16b; 16c; 16d) und an der zweiten Hauptoberfläche (18a; 18b; 18c; 18d) der Substratschicht (14a) angeordneten, Balkenstrukturen (20a, 22a; 20b, 22b; 20c, 22c; 20d, 22d) senkrecht zu der Haupterstreckungsebene (12a; 12b; 12c; 12d) der Substratschicht (14a) betrachtet versetzt zueinander, insbesondere beabstandet voneinander, angeordnet sind.
  12. Mikroelektrooptisches System, umfassend zumindest ein mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil (10a; 10b; 10c; 10d) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, und zumindest ein weiteres, insbesondere aus einer Substratschicht ausgebildetes, mikroelektrooptisches Bauteil (62a), insbesondere ein weiteres Strahlführungsbauteil (10a; 10b; 10c; 10d) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zumindest eine weitere mikroelektrooptische Bauteil (62a) über eine, insbesondere im Wesentlichen ebene, Hauptoberfläche des weiteren mikroelektrooptischen Bauteils (62a) flächig an einer ersten oder zweiten Hauptoberfläche (16a, 18a; 16b, 18b; 16c, 18c; 16d, 18d) des mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils (10a; 10b; 10c; 10d) angeordnet ist, wobei das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil (10a; 10b; 10c; 10d) und das weitere mikroelektrooptische Bauteil (62a) zusammen zumindest einen Strahlengang ausbilden, welcher sich im Wesentlichen senkrecht zu den Hauptoberflächen (12a; 12b; 12c; 12d) des mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils (10a; 10b; 10c; 10d) und des weiteren mikroelektrooptischen Bauteils (62a) erstreckt.
DE102021203042.4A 2021-03-26 2021-03-26 Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, Verfahren zur Herstellung eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils und System umfassend das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil Pending DE102021203042A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021203042.4A DE102021203042A1 (de) 2021-03-26 2021-03-26 Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, Verfahren zur Herstellung eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils und System umfassend das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil
CN202210305801.3A CN115123995A (zh) 2021-03-26 2022-03-25 微电光的射束引导构件、用于制造所述引导构件的方法和包括所述引导构件的系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021203042.4A DE102021203042A1 (de) 2021-03-26 2021-03-26 Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, Verfahren zur Herstellung eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils und System umfassend das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021203042A1 true DE102021203042A1 (de) 2022-09-29

Family

ID=83192919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021203042.4A Pending DE102021203042A1 (de) 2021-03-26 2021-03-26 Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, Verfahren zur Herstellung eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils und System umfassend das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115123995A (de)
DE (1) DE102021203042A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050099692A1 (en) 2001-02-02 2005-05-12 Cheetah Omni, Inc., A Texas Limited Liability Company Variable blazed grating
DE112008003665T5 (de) 2008-01-31 2011-01-05 Hewlett-Packard Development Co., L.P., Houston Pellicle-Strahlteiler auf MEMS-Basis
US20170269305A1 (en) 2015-11-17 2017-09-21 International Business Machines Corporation Micro-filter structures for wavelength division multiplexing in polymer waveguides

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050099692A1 (en) 2001-02-02 2005-05-12 Cheetah Omni, Inc., A Texas Limited Liability Company Variable blazed grating
DE112008003665T5 (de) 2008-01-31 2011-01-05 Hewlett-Packard Development Co., L.P., Houston Pellicle-Strahlteiler auf MEMS-Basis
US20170269305A1 (en) 2015-11-17 2017-09-21 International Business Machines Corporation Micro-filter structures for wavelength division multiplexing in polymer waveguides

Also Published As

Publication number Publication date
CN115123995A (zh) 2022-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3523032C2 (de)
DE69925409T2 (de) Laserdrucker unter Verwendung von mehrfachen Lasergruppen mit mehrfachen Wellenlängen
EP0188764A2 (de) Optische Anordnung mit einem Konkavspiegel oder Konkavgitter
DE19830198A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Lichtauftrennung sowie Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung
WO2011038816A1 (de) Spektraldetektor oder laser-scanning-mikroskop mit variabler filterung durch räumliche farbtrennung
DE102008001056A1 (de) Umlenkeinrichtung für einen Strahl einer elektromagnetischen Welle
DE2458663A1 (de) Strahlaufspaltungs-prismenanordnung
WO2011069735A1 (de) Verfahren und vorrichtung für ein laserabhebeverfahren mit einem strahlteiler
EP3504592A1 (de) Steuereinrichtung
EP0212438A2 (de) Reflexionsbeugungsgitter mit hohem Wirkungsgrad
WO2019141644A1 (de) Detektionsvorrichtung zur detektion von verschmutzungen
WO2020104233A1 (de) Halbleiterlaser und herstellungsverfahren für einen halbleiterlaser
WO2006018283A2 (de) Vorrichtung zur untersuchung von dokumenten
EP3236308A1 (de) Laservorrichtung
WO2020193633A1 (de) Optische anordnung und lithographieanlage
DE102021203042A1 (de) Mikroelektrooptisches Strahlführungsbauteil, Verfahren zur Herstellung eines mikroelektrooptischen Strahlführungsbauteils und System umfassend das mikroelektrooptische Strahlführungsbauteil
DE19831239A1 (de) Vorrichtung zur Trennung eines Lichtstrahls durch Verwendung zweier flacher Platten mit einem dazwischenliegenden Luftspalt und dichroitischen Hybridspiegeln und ein Verfahren dafür
EP1290897A1 (de) Anordnung zum projizieren eines mehrfarbigen bildes auf eine projektionsfläche
WO2003012505A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum multiplexen und/oder demultiplexen optischer signale einer mehrzahl von wellenlängen
EP3077858B1 (de) Polarisationssystem
DE10225176C1 (de) Vorrichtung zum Demultiplexen optischer Signale einer Vielzahl von Wellenlängen
DE102010060558B3 (de) Optisches Element zum Verteilen von Licht
DE10239509A1 (de) Optische Fabry-Perot-Filtervorrichtung
DE102019204552A1 (de) Optisches System
DE102016221303A1 (de) Knickbares substrat mit bauelement

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified