WO2016193304A2 - Optischer filter, optische vorrichtung und verfahren zum bestimmen einer eigenschaft einer substanz unter verwendung eines optischen filters - Google Patents

Optischer filter, optische vorrichtung und verfahren zum bestimmen einer eigenschaft einer substanz unter verwendung eines optischen filters Download PDF

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    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration

Definitions

  • the invention relates to an optical filter, in particular for an optical data transmission system, according to the preamble of claim 1, an optical device according to claim 13 and a method for determining a property of a substance using an optical filter according to claim 16.
  • optical filters constructed in the manner of a Fabry-Perot resonator are known. Such filters are used, for example, for wavelength stabilization of a laser.
  • a feedback signal is used to control a laser of an optical data transmission system, for example a DWDM-Dense Wavelength Division Multiplexing transmission network, or in coherent optical systems.
  • a Fabry-Perot resonator is disclosed in US Pat. No. 6,608,685.
  • Fabry-Perot resonator 32, No.5, p. 533 describes an on-chip Fabry-Perot resonator.
  • integrated Fabry-Perot resonators have the disadvantage that the resonator shows dispersion and is temperature-sensitive, so that the properties of a filter realized with such a Fabry-Perot resonator are dependent on length and temperature.
  • the problem underlying the invention is to realize a very compact optical filter with the lowest possible dispersion and temperature dependence.
  • a first and a second reflecting structure which are arranged at a distance from one another in such a way that they form a Fabry-Perot cavity (etalon or resonator), at least one optical waveguide formed on or in the substrate, via which light is transmitted to the Fabry-Perot cavity Perot cavity on and / or out of the Fabry-Perot cavity can be coupled, wherein
  • the Fabry-Perot cavity formed by the first and second reflective structures is at least partially a free-jet cavity
  • the waveguide is an integrated waveguide formed by one or more layers disposed on the substrate; first and the second reflective structure are at least partially disposed in a recess of the substrate or adjacent to the recess.
  • the fact that the Fabry-Perot cavity is designed as a "free-jet cavity" means, in particular, that the light coupled into the cavity experiences no guidance at least in one direction perpendicular to its direction of propagation. ie, in a direction perpendicular to the propagation of light and parallel to the substrate, it is also conceivable that the light in the cavity not guided at all.
  • the cavity is only filled with air in order to realize the lowest possible dispersion and / or temperature dependence of the filter properties.
  • the cavity is at least partially filled with a substance (eg a solid or a gas other than air) in order to be able to adapt the dispersion and / or the temperature dependence of the filter properties in the desired manner.
  • the substance causes at least no lateral guidance of the light coupled into the cavity.
  • the at least one integrated optical waveguide enables light to be coupled in and out of the Fabry-Perot cavity on the substrate (on the waveguide platform), whereby coupling losses can be reduced or even substantially avoided.
  • at least two optical waveguides are provided, wherein light can be coupled into the Fabry-Perot cavity via one of the waveguides and light can be coupled out of the cavity via the other waveguide.
  • the substrate has a recess, wherein the first and the second reflective structure are arranged in the recess or adjacent to the recess.
  • the free spectral range of the Fabry-Perot cavity is determined by the distance between the reflecting structures, so that the length of the recess and / or the position of the reflecting structures in the recess is chosen in particular as a function of the desired free spectral range.
  • the first and / or the second reflective structure may include a reflective coating (i.e., a reflection enhancing coating) to adjust the finesse of the Fabry-Perot cavity.
  • the coating is a highly reflective coating.
  • the coatings of the first and second reflective structures are different in particular; e.g.
  • the second reflecting structure via which light is coupled out of the Fabry-Perot cavity, has a lower reflectivity than the first reflecting structure, via which light is coupled into the Fabry-Perot cavity.
  • the reflective structures are in particular designed to be partially reflecting, in order to allow coupling and decoupling of light into the cavity.
  • the substrate is formed for example of silicon, silicon dioxide or an organic material, wherein under a "substrate" also provided with a material layers Substrate is understood.
  • the recess extends through at least one layer of material into the actual substrate.
  • the first and / or the second reflecting structure are formed by a side wall bounding the recess.
  • the sidewall is formed by the substrate, i. the side wall forms at least one reflecting facet which realizes the first and / or the second reflecting structure of the cavity.
  • the light is introduced in particular via a taper (see above) to the cavity in order to reduce the divergence of the light coupled into the cavity (and to parallelize the light as far as possible).
  • the first and / or the second reflecting structure are each formed by a surface of a lens, the lenses being e.g. are arranged in the recess.
  • both the first and second reflecting structures are each formed by a surface of a lens.
  • the lens or the lenses
  • the lens is a GRIN lens (gradient index lens).
  • the lens is designed to parallelize incoming light.
  • L thickness of the lens in the beam direction
  • ⁇ wavelength of the incident light.
  • only one of the two reflective structures is formed as a lens and the other reflective structure is formed by a recess bounding the side wall of the substrate.
  • the first reflecting structure is formed by a surface of a first lens portion of a lens body and the second reflecting structure is formed by a surface of a second lens portion of the lens body.
  • the first and / or the second lens section each form a GRIN lens.
  • the lens body is formed in one piece; e.g. made of glass or a plastic.
  • the lens sections are located in particular on opposite sides of a recess provided in the lens body.
  • the lens body may be disposed in the above-mentioned recess of the substrate, wherein the surfaces of the first adjacent to the recess in the lens body and the second lens portion form the first and the second reflective structure of the filter according to the invention.
  • the use of a common lens body for forming the first and the second lens may have the advantage that the distance of the lenses, ie the reflective structures, from each other is fixed and does not change when fixing the lenses to the substrate.
  • the invention also includes the variant that the lens body is not arranged in the recess of the substrate, but for example on a surface of the substrate and connected for example via suitable coupling structures with the optical waveguide of the filter (or the optical waveguides).
  • the surfaces of the first and second lens sections which adjoin the recess of the lens body form the first and second reflective structures of the Fabry-Perot cavity, respectively.
  • the filter according to the invention may furthermore have a taper (ie a mode converter), via which light can be coupled into the Fabry-Perot cavity.
  • the optical waveguide is coupled via the taper to the above-mentioned lens or sidewall.
  • the taper is, in particular, a waveguide structure (formed integrally with the optical waveguide, for example), which tapers toward the Fabry-Perot cavity (eg toward the lens).
  • the taper can also expand towards the Fabry-Perot cavity.
  • another taper is available, via which light can be coupled out of the Fabry-Perot cavity.
  • the filter according to the invention has a heating device for tempering at least a portion of the Fabry-Perot cavity.
  • the heating device serves in particular to temper a substance with which at least a portion of the Fabry-Perot cavity is filled or which is arranged in the Fabry-Perot cavity.
  • properties of the filter in particular the position of the transmission maxima
  • the heater has, for example, at least one electric electrode, which can be acted upon by an electric current.
  • a partial region of the Fabry-Perot cavity is filled with a (in particular dispersive) substance or such a substance is arranged in a partial region of the Fabry-Perot cavity, wherein in particular only this partial region is tempered.
  • the filled and tempered portion of the Fabry-Perot cavity in particular forms a phase shifter.
  • the substance is, for example, a polymer, a UV-curing material (eg liquid crystals) or a magneto-optical material which, for example, alters the polarization of the light.
  • the substance is a solid piece of material, for example a glass element (for example a glass block).
  • the mentioned substance may be arranged in the cavity even if no heating device is present.
  • the invention relates to an optical device, in particular an optical filter, in particular as described above, with
  • At least one optical waveguide formed on or in the substrate i.e., integrated
  • At least one light-influencing device is arranged in the recess so that light can be coupled as a free jet into the light-influencing device and / or light can be coupled out as a free jet from the light-influencing device, wherein
  • the waveguide is an integrated waveguide, which is formed by one or more arranged on the substrate layers, and wherein the first and the second reflective structure are at least partially disposed in a recess of the substrate or adjacent to the recess.
  • the light-influencing device is an optical isolator, an optical circulator, a phase shifter and / or an optical amplifier. It is also conceivable that in the recess a Fabry-Perot cavity is formed or the recess forms a Fabry-Perot cavity. The formation of the cavity takes place in particular by arranging reflective structures in the cavity or in that (oriented perpendicular to the propagation of light) side walls of the recess form reflective structures, as described above in connection with the first aspect of the invention.
  • the reflective structures have a corresponding reflection coating.
  • the recess is not formed as a Fabry-Perot resonator, but only forms a free jet area.
  • the side walls of the recess, via which the coupling or the decoupling of the light takes place in the (out of) the recess are provided with an antireflection onsbe Anlagenung.
  • the invention also relates to a method for determining a property of a substance using an optical filter, comprising:
  • a first and a second reflective structure which are arranged spaced from each other so that they at least partially formed as a free-jet cavity
  • the method comprising the steps:
  • the method according to the invention makes it possible to determine the refractive index of the substance located in the recess of the filter.
  • the substance to be examined is, for example, a liquid, for example a body fluid (for example blood). It is also conceivable that the substance is a gas; eg a gas with particles or an aerosol.
  • the above-described optical filter can also be used as a detector (especially as a gas and / or liquid detector); eg as a smoke detector or in the manner of a gas interferometer for the detection of gas (eg methane gas).
  • the cavity is prefilled with a gas and the filter is used as a pressure sensor.
  • the substance to be examined is a solid piece of material.
  • Figure 1 is a sectional view of a filter according to an embodiment of the invention
  • Figure 2A is a plan view of the filter of Figure 1;
  • FIG. 2B shows a detail of FIG. 2A
  • Figure 3 is a side view of a lens body for a filter according to another embodiment of the invention.
  • the optical filter 1 illustrated in FIG. 1 comprises a substrate 11 (such as a waveguide platform) and a first optical waveguide 12 and a second optical waveguide 13.
  • the optical waveguides 12, 13 are integrated waveguides are each formed by one or more arranged on the substrate 1 1 layers.
  • the waveguides 12, 13 in a conventional manner about a strip or rib structure.
  • Above a waveguide core of the waveguides 12, 13 may be a cladding layer.
  • the filter 1 according to the invention furthermore has a first reflecting structure in the form of a surface 21 of a lens (GRIN lens 2) arranged in a recess 14 of the substrate 11.
  • GRIN lens 2 GRIN lens 2
  • the recess 14 is also a second GRIN lens 3, which with a surface 21 of the first lens 2 facing surface 31st forms a second reflective structure.
  • the recess 4 is in particular formed as a trench in the substrate 1 1, for example, has a U-shaped cross-section (viewed along the light propagation).
  • the GRIN lenses 2, 3 each have an at least approximately cylindrical shape or a cuboid shape.
  • the surfaces (end faces) 21, 31 of the lenses 2, 3 correspondingly extend at least approximately parallel to one another and are arranged at a distance from each other in the recess 14, so that a Fabry-Perot cavity 4 is formed between the surfaces 21, 31.
  • Light can be coupled into the cavity 4 via the first waveguide (coupling-in waveguide) 12 and the first GRIN lens (coupling lens) 2.
  • the cavity 4 is formed as a free-jet cavity, so that the light coupled in via the first waveguide 12 propagates as a free jet in the cavity 4 to the second lens 3. Between the surfaces 21, 31 of the lenses 2, 3, the light is reflected back and forth, resulting in the known filter characteristics of a Fabry-Perot resonator.
  • Light is coupled out of the cavity 4 via the second lens (coupling-out lens) 3 and the second waveguide (coupling-out waveguide) 13.
  • the coupled-out light is used, for example, for wavelength stabilization of a laser, as already mentioned above.
  • the lenses 2, 3 are in particular materially connected to the substrate 1 1; e.g. is an adhesive between each of the surfaces 21, 31 facing away from (and parallel to) sides 22, 32 of the lenses 2, 3 and side walls 141, 142 of the recess 14.
  • the adhesive may also have optically damping properties, so that internal "sub-cavities" between the surfaces 21, 31 and the sides 22, 32 of the lenses 2, 3.
  • sub-cavities are intentionally not suppressed, for example, from a signal which is not limited to the actual Fabry -Erot cavity 4, but also on the mentioned sub-cavities, close to the wavelength of the injected light (eg from the course of a beat in the output signal of the filter).
  • the GRIN lenses are fixed in the recess 14 in another way, for example, the fixation of the lenses 2, 3 takes place not via their sides 22, 32, but over portions of their cladding region.
  • the filter according to the invention without the lenses 2, 3 is realized.
  • the side walls 141, 142 of the recess form the first and the second reflective structure of the Fabry-Perot cavity 4 and can be provided with a reflection-enhancing coating accordingly.
  • the surfaces 21, 31 are each provided in particular with a reflection-enhancing (e.g., dielectric) coating 21 1, 31 1.
  • a reflection-enhancing coating 21 1, 31 1 is a highly reflective coating, such as having a reflectivity in the range between 20% and 95%, more preferably between 40% and 95%, e.g. at least 40%. It is conceivable that the coatings 21 1, 31 1 have identical or at least similar reflection properties. However, it is also possible that the reflectivity of the coatings 21 1, 31 1 are different.
  • FIG. 2B shows a detail of the coupling-out side of the filter 1.
  • the coupling lens 3 is connected via a taper 131 with the Auskoppelwellenleiter 13.
  • the taper 131 is a waveguide section (in particular integrally connected to the waveguide 13) that widens from the lens 3 as far as the waveguide 13 (it is also conceivable that the taper 131 widens toward the Fabry-Perot cavity 4, ie to the waveguide 13) Waveguide 13 is tapered, as already mentioned above)
  • the taper 131 has the purpose of transforming modes of the light emerging from the lens 3 into modes guided through the waveguide 13. It is also possible for an analog taper (not shown) to be transformed ) is also used on the input side, ie a Taper is present, which connects the Einkoppelwellenleiter 12 with the coupling lens 2.
  • FIG. 3 schematically shows a side view of a (in particular cylindrical or cuboid) lens body 200, which serves to form a filter according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • the lens body 200 forms with a first (in particular cylindrical) lens portion 20, a first lens 210, which by a Recess 100 is separated from a second lens 310, which is formed by a second (in particular also cylindrical) lens portion 30 of the lens body 200.
  • the first lens section 20 is integrally connected via a web 1 10 with the second lens section 30.
  • the lenses 210, 310 formed by the lens sections 20, 30 are each a GRIN lens.
  • the lens body 200 can be inserted into the recess 14 of the substrate 11.
  • a surface 201 of the first lens section 20 facing the recess 100 represents the first reflecting structure of the filter and a surface 301 of the second lens section 30 likewise facing the recess 100 represents the second reflecting structure.
  • the surfaces 201, 301 can be provided with a reflection-enhancing coating.
  • the lens body 200 is not inserted into a recess of the substrate, but is arranged, for example, on the substrate.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen optischen Filter für ein optisches Datenübertragungssystem, mit einem Substrat (11); einer ersten und einer zweiten reflektierenden Struktur (21, 31, 41, 142, 201, 301), die so beabstandet voneinander angeordnet sind, dass sie eine Fabry-Perot-Kavität (4) ausbilden, sowie mindestens einen an oder in dem Substrat (11) ausgebildeten optischen Wellenleiter (12, 13), über den Licht in die Fabry-Perot-Kavität (4) ein- und/oder aus der Fabry-Perot-Kavität auskoppelbar ist. Erfindungsgemäß ist die durch die erste und die zweite reflektierende Struktur (21, 31, 141, 142, 201, 301) ausgebildete Fabry-Perot-Kavität (4) zumindest teilweise eine Freistrahl-Kavität, wobei es sich bei dem Wellenleiter (12, 13) um einen integrierten Wellenleiter handelt, der durch eine oder mehrere auf dem Substrat (1) angeordnete Schichten ausgebildet ist, und wobei die erste und die zweite reflektierende Struktur (21, 31, 141, 142, 201, 301) zumindest teilweise in einer Aussparung (14) des Substrats (1) angeordnet sind oder an die Aussparung (14) angrenzen. Die Erfindung betrifft auch eine optische Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Bestimmen einer Eigenschaft einer Substanz.

Description

Optischer Filter, optische Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Eigenschaft einer Substanz unter Verwendung eines optischen Filters
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen optischen Filter, insbesondere für ein optisches Datenübertragungssystem, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , eine optische Vorrichtung gemäß Anspruch 13 sowie ein Verfahren zum Bestimmen einer Eigenschaft einer Substanz unter Verwendung eines optischen Filters gemäß Anspruch 16.
Aus dem Stand der Technik sind nach Art eines Fabry-Perot-Resonators (Fabry-Perot- Kavität) aufgebaute optische Filter bekannt. Derartige Filter werden zum Beispiel zur Wel- lenlängenstabilisierung eines Lasers verwendet. Insbesondere wird unter Verwendung derartiger Filter ein Rückkopplungssignal zur Steuerung eines Lasers eines optischen Datenübertragungssystems, zum Beispiel eines DWDM - Dense Wavelength Division Multi- plexing - (dichtes Wellenlängen-Multiplex-) Übertragungsnetzes, oder in kohärenten optischen Systemen eingesetzt. Eine Möglichkeit der Realisierung eines Fabry-Perot-Resonators offenbart die US 6,608,685. Des Weiteren beschreibt der Artikel„Integrated waveguide Fabry-Perot micro- cavities with silicon/air Bragg mirrors", M. W. Pruessner et al., OPTICS LETTERS, Vol. 32, No.5, S. 533 einen chipintegrierten Fabry-Perot-Resonator. Derartige integrierte Fabry- Perot-Resonatoren haben jedoch den Nachteil, dass der Resonator Dispersion zeigt und temperatursensitiv ist, so dass die Eigenschaften eines mit einem derartigen Fabry-Perot- Resonator realisierten Filters weilenlängen- und temperaturabhängig sind.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, einen möglichst kompakten optischen Filter mit möglichst geringer Dispersion und Temperaturabhängigkeit zu realisieren.
Dieses Problem wird mit dem Filter mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Danach wird ein Filter für ein optisches Datenübertragungssystem bereitgestellt, mit
- einem Substrat;
- einer ersten und einer zweiten reflektierenden Struktur, die so beabstandet voneinander angeordnet sind, dass sie eine Fabry-Perot-Kavität (Etalon bzw. Resonator) ausbilden, mindestens einen an oder in dem Substrat ausgebildeten optischen Wellenleiter, über den Licht in die Fabry-Perot-Kavität ein- und/oder aus der Fabry-Perot-Kavität auskoppelbar ist, wobei
die durch die erste und die zweite reflektierende Struktur ausgebildete Fabry-Perot-Kavität zumindest teilweise eine Freistrahl-Kavität ist, und es sich bei dem Wellenleiter um einen integrierten Wellenleiter handelt, der durch eine oder mehrere auf dem Substrat angeordnete Schichten ausgebildet ist, wobei die erste und die zweite reflektierende Struktur zumindest teilweise in einer Aussparung des Substrats angeordnet sind oder an die Aussparung angrenzen. Dass die Fabry-Perot-Kavität als„Freistrahl-Kavität" ausgebildet ist, bedeutet insbesondere, dass das in die Kavität eingekoppelte Licht dort zumindest in einer Richtung senkrecht zu seiner Ausbreitungsrichtung keine Führung erfährt. Beispielsweise erfolgt in der Kavität keine seitliche Führung des Lichts, d.h. in einer Richtung senkrecht zur Lichtausbreitung und parallel zum Substrat. Denkbar ist natürlich auch, dass das Licht in der Kavität überhaupt nicht geführt wird. Beispielsweise ist die Kavität lediglich mit Luft befüllt, um eine möglichst geringe Dispersion und/oder Temperaturabhängigkeit der Filtereigenschaften zu realisieren. Denkbar ist jedoch auch, dass die Kavität zumindest teilweise mit einer Substanz (z.B. einem Feststoff oder einem von Luft verschiedenen Gas) befüllt ist, um die Dispersion und/oder die Temperaturabhängigkeit der Filtereigenschaften in gewünschter Weise anpassen zu können. Die Substanz bewirkt jedoch zumindest keine seitliche Führung des in die Kavität eingekoppelten Lichtes.
Der mindestens eine integrierte optische Wellenleiter ermöglicht ein Ein- und/oder Auskop- peln von Licht aus der Fabry-Perot-Kavität auf dem Substrat (auf der Wellenleiterplattform), wodurch Kopplungsverluste reduziert oder sogar im Wesentlichen vermieden werden können. In einer Ausführung der Erfindung sind zumindest zwei optische Wellenleiter vorgesehen, wobei über den einen der Wellenleiter Licht in die Fabry-Perot-Kavität einkoppelbar und über den anderen Wellenleiter Licht aus der Kavität auskoppelbar ist.
Das Substrat weist eine Aussparung auf, wobei die erste und die zweite reflektierende Struktur in der Aussparung angeordnet sind oder an die Aussparung angrenzen.
Der freie Spektralbereich der Fabry-Perot-Kavität ist durch den Abstand zwischen den re- flektierenden Strukturen festgelegt, so dass die Länge der Aussparung und/oder die Position der reflektierenden Strukturen in der Aussparung insbesondere abhängig von dem gewünschten freien Spektralbereich gewählt wird. Des Weiteren kann die erste und/oder die zweite reflektierende Struktur eine Reflexionsbeschichtung (d.h. eine die Reflexion erhöhende Beschichtung) aufweisen, um die Finesse der Fabry-Perot-Kavität einzustellen. Ins- besondere handelt es sich bei der Beschichtung um eine hochreflektierende Beschichtung. Die Beschichtungen der ersten und der zweiten reflektierenden Struktur sind insbesondere verschieden; z.B. weist die zweite reflektierende Struktur, über die Licht aus der Fabry- Perot-Kavität ausgekoppelt wird, eine geringere Reflektivität auf als die erste reflektierende Struktur, über die Licht in die Fabry-Perot-Kavität eingekoppelt wird. Die reflektierenden Strukturen (und ggf. ihre Beschichtungen) sind insbesondere teilreflektierend ausgebildet, um ein Ein- und Auskoppeln von Licht in die Kavität zu ermöglichen.
Das Substrat ist beispielsweise aus Silizium, Siliziumdioxid oder einem organischen Material ausgebildet, wobei unter einem„Substrat" auch ein mit Materialschichten versehenes Substrat verstanden wird. Beispielsweise erstreckt sich die Aussparung durch zumindest eine Materialschicht hindurch in das eigentliche Substrat hinein.
Denkbar ist auch, dass die erste und/oder die zweite reflektierende Struktur durch eine die Aussparung begrenzende Seitenwand ausgebildet sind. Beispielsweise wird die Seitenwand durch das Substrat ausgebildet, d.h. die Seitenwand bildet mindestens eine reflektierende Facette aus, die die erste und/oder die zweite reflektierende Struktur der Kavität realisiert. Das Licht wird insbesondere über einen Taper (s.u.) an die Kavität herangeführt, um die Divergenz des in die Kavität eingekoppelten Lichtes zu vermindern (und das Licht möglichst zu parallelisieren).
Denkbar ist jedoch auch, dass die erste und/oder die zweite reflektierende Struktur jeweils durch eine Oberfläche einer Linse ausgebildet sind, wobei die Linsen z.B. in der Aussparung angeordnet sind. Insbesondere werden sowohl die erste als auch die zweite reflektie- rende Struktur jeweils durch eine Oberfläche einer Linse ausgeformt. Beispielsweise handelt es sich bei der Linse (bzw. bei den Linsen) um eine GRIN-Linse (Gradientenindex- linse). Die Linse ist insbesondere so ausgebildet, dass sie einkommendes Licht paralleli- siert. So weist die Linse, falls es sich um eine GRIN-Linse handelt, z.B. einen Pitch von L/λ = 0,25 (L: Dicke der Linse in Strahlrichtung, λ: Wellenlänge des einfallenden Lichts) auf. Denkbar ist auch, dass nur eine der beiden reflektierenden Strukturen als Linse ausgeformt und die andere reflektierende Struktur durch eine die Aussparung begrenzende Seitenwand des Substrats ausgebildet ist.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die erste reflektierende Struktur durch eine Oberfläche eines ersten Linsenabschnitts eines Linsenkörpers und die zweite reflektierende Struktur durch eine Oberfläche eines zweiten Linsenabschnitts des Linsenkörpers ausgebildet. Beispielsweise bilden der erste und/oder der zweite Linsenabschnitt jeweils eine GRIN-Linse aus. Möglich ist insbesondere auch, dass der Linsenkörper einstückig ausgebildet ist; z.B. aus Glas oder einem Kunststoff. Die Linsenabschnitte befinden sich insbesondere auf einander abgewandten Seiten einer in dem Linsenkörper vorhandenen Ausnehmung.
Der Linsenkörper kann in der oben erwähnten Aussparung des Substrats angeordnet sein, wobei die an die Ausnehmung in dem Linsenkörper angrenzenden Oberflächen des ersten und des zweiten Linsenabschnitts die erste bzw. die zweite reflektierende Struktur des erfindungsgemäßen Filters ausformen. Die Verwendung eines gemeinsamen Linsenkörpers zur Ausbildung der ersten und der zweiten Linse kann den Vorteil haben, dass der Abstand der Linsen, d.h. der reflektierenden Strukturen, voneinander fest ist und sich nicht beim Fixieren der Linsen an dem Substrat verändert.
Die Erfindung umfasst allerdings auch die Variante, dass der Linsenkörper nicht in der Aussparung des Substrats, sondern zum Beispiel auf einer Oberfläche des Substrats angeordnet und z.B. über geeignete Koppelstrukturen mit dem optischen Wellenleiter des Filters (bzw. den optischen Wellenleitern) verbunden ist. In dieser Variante bilden die an die Ausnehmung des Linsenkörpers angrenzenden Oberflächen des ersten und des zweiten Linsenabschnitts die erste bzw. die zweite reflektierende Struktur der Fabry-Perot-Ka- vität. Der Filter gemäß der Erfindung kann darüber hinaus einen Taper (d.h. einen Modenkonverter) aufweisen, über den Licht in die Fabry-Perot-Kavität einkoppelbar ist. Beispielweise ist der optische Wellenleiter über den Taper mit der oben erwähnten Linse oder der Seitenwand gekoppelt. Bei dem Taper handelt es sich insbesondere um eine (z.B. einstückig mit dem optischen Wellenleiter ausgebildete) Wellenleiterstruktur, die sich zu der Fabry- Perot-Kavität hin (z.B. zu der Linse hin) verjüngt. Abhängig von der Ausgestaltung der Fabry-Perot-Kavität und/oder des Wellenleiters kann sich der Taper auch zur Fabry-Perot- Kavität hin aufweiten. Möglich ist auch, dass ein weiterer Taper verhanden ist, über den Licht aus der Fabry-Perot-Kavität auskoppelbar ist. Denkbar ist auch, dass der erfindungsgemäße Filter eine Heizvorrichtung zum Temperieren zumindest eines Abschnitts der Fabry-Perot-Kavität aufweist. Die Heizvorrichtung dient insbesondere dazu, eine Substanz, mit der zumindest ein Abschnitt der Fabry-Perot-Kavität befüllt oder die in der Fabry-Perot-Kavität angeordnet ist, zu temperieren. Insbesondere können durch Verändern der Temperatur des Filters, d.h. der Temperatur im Bereich der Fabry-Perot-Kavität bzw. der in der Fabry-Perot-Kavität vorhandenen Substanz, Eigenschaften des Filters (insbesondere die Lage der Transmissionsmaxima) verändert werden. Die Heizvorrichtung weist zum Beispiel mindestens eine elektrische Elektrode auf, die mit einem elektrischen Strom beaufschlagbar ist. Denkbar ist auch, dass nur ein Teilbereich der Fabry-Perot-Kavität mit einer (insbesondere dispersiven) Substanz befüllt oder eine derartige Substanz in einem Teilbereich der Fabry- Perot-Kavität angeordnet ist, wobei insbesondere nur dieser Teilbereich temperiert wird. Der befüllte und temperierte Teilbereich der Fabry-Perot-Kavität bildet insbesondere einen Phasenschieber aus. Bei der Substanz handelt es sich z.B. um ein Polymer, ein UV- aushärtendes Material (z.B. Flüssigkristalle) oder ein magneto-optisches Material, das z.B. die Polarisation des Lichts verändert. Denkbar ist auch, dass es sich bei der Substanz um ein festes Materialstück handelt, z.B. um ein Glaselement (etwa einen Glasblock). Darüber hinaus kann die erwähnte Substanz auch dann in der Kavität angeordnet sein, wenn keine Heizvorrichtung vorhanden ist.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine optische Vorrichtung, insbesondere einen optischen Filter, insbesondere wie oben beschrieben, mit
- einem Substrat;
- mindestens einen an oder in dem Substrat ausgebildeten (d.h. integrierten) optischen Wellenleiter,
- wobei das Substrat eine Aussparung aufweist,
- und wobei über den optischen Wellenleiter Licht in die Aussparung ein- und/oder aus der Aussparung auskoppelbar ist, und die Aussparung so ausgebildet ist, dass sich das Licht in der Aussparung zumindest teilweise als Freistrahl ausbreiten kann,
- wobei in der Aussparung mindestens eine lichtbeeinflussende Einrichtung so angeordnet ist, dass Licht als Freistrahl in die lichtbeeinflussende Einrichtung einkoppelbar und/oder Licht als Freistrahl aus der lichtbeeinflussenden Einrichtung auskoppelbar ist, wobei
- es sich bei dem Wellenleiter um einen integrierten Wellenleiter handelt, der durch eine oder mehrere auf dem Substrat angeordnete Schichten ausgebildet ist, und wobei die erste und die zweite reflektierende Struktur zumindest teilweise in einer Aussparung des Substrats angeordnet sind oder an die Aussparung angrenzen. Beispielsweise handelt es sich bei der lichtbeeinflussenden Einrichtung um einen optischen Isolator, einen optischen Zirkulator, einen Phasenschieber und/oder einen optischen Verstärker. Denkbar ist auch, dass in der Aussparung eine Fabry-Perot-Kavität ausgebildet ist oder die Aussparung eine Fabry-Perot-Kavität ausbildet. Die Ausbildung der Kavität erfolgt insbesondere durch Anordnen von reflektierenden Strukturen in der Kavität oder dadurch, dass (senkrecht zur Lichtausbreitung orientierte) Seitenwände der Aussparung reflektierende Strukturen ausbilden, wie weiter oben im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben. Insbesondere weisen die reflektierenden Strukturen eine entsprechende Reflexionsbeschichtung auf. Es ist allerdings auch möglich, dass die Aussparung nicht als Fabry-Perot-Resonator ausgebildet ist, sondern lediglich einen Freistrahlbereich ausformt. In diesem Ausführungsbeispiel ist es sogar möglich, dass die Seitenwände der Aussparung, über die die Einkopplung bzw. die Auskopplung des Lichts in die (aus der) Aussparung erfolgt, mit einer Antireflexi- onsbeschichtung versehen sind.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bestimmen einer Eigenschaft einer Substanz unter Verwendung eines optischen Filters, der aufweist:
- ein Substrat;
- eine erste und eine zweite reflektierende Struktur, die so beabstandet voneinander an- geordnet sind, dass sie eine zumindest teilweise als Freistrahl-Kavität ausgebildete
Fabry-Perot-Kavität ausformen; und
- mindestens einen an oder in dem Substrat ausgebildeten optischen Wellenleiter, über den Licht in die Fabry-Perot-Kavität ein- und/oder aus der Fabry-Perot-Kavität auskoppelbar ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- Befüllen der Fabry-Perot-Kavität des Filters mit der Substanz;
- Einkoppeln von Licht in die Fabry-Perot-Kavität;
- Empfangen von aus der Fabry-Perot-Kavität ausgekoppelten Lichts;
- Bestimmen zumindest einer Eigenschaft der Substanz anhand eines Spektrums des ausgekoppelten Lichts.
Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Bestimmung des Bre- chungsindex der in der Aussparung des Filters befindlichen Substanz. Bei der zu untersuchenden Substanz handelt es sich zum Beispiel um eine Flüssigkeit, z.B. um eine Körperflüssigkeit (etwa Blut). Denkbar ist auch, dass es sich bei der Substanz um ein Gas handelt; z.B. ein Gas mit Partikeln oder ein Aerosol. Somit ist der oben beschriebene optische Filter auch als Detektor (insbesondere als Gas- und/oder Flüssigkeitsdetektor) verwendbar; z.B. als Rauchmelder oder nach Art eines Gasinterferometers zur Detektion von Gas (z.B. Methangas). Mög- lieh ist auch, dass die Kavität mit einem Gas vorbefüllt ist und der Filter als Drucksensor eingesetzt wird. Möglich ist allerdings auch, dass es sich bei der zu untersuchenden Substanz um ein festes Materialstück handelt.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren anhand von Ausfüh- rungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittansicht eines Filters gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figur 2A eine Draufsicht des Filters aus Figur 1 ;
Figur 2B ein Detail der Figur 2A; und
Figur 3 eine Seitenansicht eines Linsenkörpers für einen Filter gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der in Figur 1 dargestellte optische Filter 1 umfasst ein Substrat 1 1 (etwa eine Wellenleiter- Plattform) sowie einen ersten optischen Wellenleiter 12 und einen zweiten optischen Wellenleiter 13. Bei den optischen Wellenleitern 12, 13 handelt es sich um integrierte Wellen- leiter, die jeweils durch eine oder mehrere auf dem Substrat 1 1 angeordnete Schichten ausgebildet sind. Zur seitlichen Führung des Lichtes weisen die Wellenleiter 12, 13 in an sich bekannter Weise etwa eine Streifen- oder Rippenstruktur auf. Oberhalb eines Wellenleiterkerns der Wellenleiter 12, 13 kann sich eine Claddingschicht befinden. Der erfindungsgemäße Filter 1 weist des Weiteren eine erste reflektierende Struktur in Form einer Oberfläche 21 einer in einer Aussparung 14 des Substrats 1 1 angeordneten Linse (GRIN-Linse 2) auf. In der Aussparung 14 befindet sich zudem eine zweite GRIN- Linse 3, die mit einer der Oberfläche 21 der ersten Linse 2 zugewandten Oberfläche 31 eine zweite reflektierende Struktur ausbildet. Die Aussparung 4 ist insbesondere als Graben in dem Substrat 1 1 ausgebildet, der z.B. einen U-förmigen Querschnitt (längs der Lichtausbreitung betrachtet) aufweist. Die GRIN-Linsen 2, 3 besitzen z.B. jeweils eine zumindest näherungsweise zylindrische Form oder eine Quaderform. Die Oberflächen (Stirnseiten) 21 , 31 der Linsen 2, 3 verlaufen entsprechend zumindest näherungsweise parallel zueinander und sind mit einem Abstand zueinander in der Aussparung 14 angeordnet, so dass sich zwischen den Oberflächen 21 , 31 eine Fabry-Perot-Kavität 4 ausbildet.
Über den ersten Wellenleiter (Einkoppelwellenleiter) 12 und die erste GRIN-Linse (Einkoppellinse) 2 kann Licht in die Kavität 4 eingekoppelt werden. Die Kavität 4 ist als Freistrahl- Kavität ausgebildet, so dass sich das über den ersten Wellenleiter 12 eingekoppelte Licht als Freistrahl in der Kavität 4 bis zur zweiten Linse 3 ausbreitet. Zwischen den Oberflächen 21 , 31 der Linsen 2, 3 wird das Licht hin und her reflektiert, wodurch sich die bekannten Filtereigenschaften eines Fabry-Perot-Resonators ergeben. Über die zweite Linse (Auskoppellinse) 3 und den zweiten Wellenleiter (Auskoppelwellenleiter) 13 wird Licht aus der Kavität 4 ausgekoppelt. Das ausgekoppelte Licht wird beispielsweise zur Wellenlängenstabilisierung eines Lasers verwendet, wie eingangs bereits erwähnt.
Die Linsen 2, 3 sind insbesondere stoffschlüssig mit dem Substrat 1 1 verbunden; z.B. befindet sich ein Klebstoff zwischen jeweils den den Oberflächen 21 , 31 abgewandten (und parallel zu ihnen verlaufenden) Seiten 22, 32 der Linsen 2, 3 und Seitenwänden 141 , 142 der Aussparung 14. Der Klebstoff kann darüber hinaus optisch dämpfende Eigenschaften haben, so dass interne„Unterkavitäten" zwischen den Oberflächen 21 , 31 und den Seiten 22, 32 der Linsen 2, 3 unterdrückt werden. Denkbar ist allerdings auch, dass derartige Unterkavitäten bewusst nicht unterdrückt werden. Beispielsweise könnte aus einem Signal, das nicht nur auf die eigentliche Fabry-Perot-Kavität 4, sondern auch auf die erwähnten Unterkavitäten zurückgeht, auf die Wellenlänge des eingekoppelten Lichtes schließen (z.B. aus dem Verlauf einer Schwebung in dem Ausgangssignal des Filters).
Möglich ist natürlich auch, dass die GRIN-Linsen auf andere Weise in der Aussparung 14 fixiert sind, z.B. erfolgt die Fixierung der Linsen 2, 3 jeweils nicht über ihre Seiten 22, 32, sondern über Abschnitte ihres Mantelbereiches. Darüber hinaus ist grundsätzlich auch denkbar, dass der erfindungsgemäße Filter ohne die Linsen 2, 3 realisiert ist. In diesem Fall bilden die Seitenwände 141 , 142 der Aussparung die erste und die zweite reflektierende Struktur der Fabry-Perot-Kavität 4 aus und können entsprechend mit einer reflexionserhöhenden Beschichtung versehen sein.
Über den Abstand L der Oberflächen 21 , 31 , d.h. über den Abstand der GRIN-Linsen 2, 3 voneinander und somit über die Länge der Aussparung 14, wird der freie Spektralbereich des durch die Fabry-Perot-Kavität 4 ausgebildeten Resonators festgelegt. Die Oberflächen 21 , 31 sind des Weiteren insbesondere jeweils mit einer reflexionserhöhenden (z.B. dielektrischen) Beschichtung 21 1 , 31 1 versehen. Beispielsweise handelt es sich bei zumindest einer der Beschichtungen um eine hochreflektierende Beschichtung, etwa mit einer Reflektivität im Bereich zwischen 20 % und 95 %, insbesondere zwischen 40 % und 95 %, z.B. mindestens 40 %. Denkbar ist, dass die Beschichtungen 21 1 , 31 1 identische oder zumindest ähnliche Reflexionseigenschaften aufweisen. Möglich ist allerdings auch, dass die Reflexivität der Beschichtungen 21 1 , 31 1 unterschiedlich sind. Insbesondere ist die Reflexivität der Beschichtung 31 1 der Auskoppellinse 3 geringer als die der Beschichtung 31 1 der Einkoppellinse 2. Figur 2B zeigt ein Detail der Auskoppelseite des Filters 1 . Danach ist die Auskoppellinse 3 über einen Taper 131 mit dem Auskoppelwellenleiter 13 verbunden. Der Taper 131 ist ein (insbesondere einstückig mit dem Wellenleiter 13 verbundener Wellenleiterabschnitt, der sich von der Linse 3 bis zu dem Wellenleiter 13 hin aufweitet (denkbar ist auch, dass sich der Taper 131 zur Fabry-Perot-Kavität 4 hin aufweitet, d.h. zum Wellenleiter 13 hin ver- jüngt, wie oben bereits erwähnt). Der Taper 131 hat den Sinn, Moden des aus der Linse 3 austretenden Lichts in durch den Wellenleiter 13 geführte Moden zu transformieren. Möglich ist darüber hinaus, dass ein analoger Taper (nicht dargestellt) auch auf der Eingangsseite verwendet wird, d.h. ein Taper vorhanden ist, der den Einkoppelwellenleiter 12 mit der Einkoppellinse 2 verbindet.
Figur 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines (insbesondere zylindrischen oder quaderförmigen) Linsenkörpers 200, der zur Ausbildung eines Filters gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dient. Der Linsenkörper 200 bildet mit einem ersten (insbesondere zylindrischen) Linsenabschnitt 20 eine erste Linse 210 aus, die durch eine Ausnehmung 100 von einer zweiten Linse 310 getrennt ist, die von einem zweiten (insbesondere ebenfalls zylindrischen) Linsenabschnitt 30 des Linsenkörpers 200 ausgeformt wird. Der erste Linsenabschnitt 20 ist über einen Steg 1 10 mit dem zweiten Linsenabschnitt 30 einstückig verbunden. Bei den von den Linsenabschnitten 20, 30 ausgebildeten Linsen 210, 310 handelt es sich jeweils um eine GRIN-Linse.
Der Linsenkörper 200 kann beispielsweise anstelle der separaten Linsen 2, 3 des in den Figur 1 dargestellten Filters in die Aussparung 14 des Substrats 1 1 eingesetzt werden. Somit stellt eine der Ausnehmung 100 zugewandte Oberfläche 201 des ersten Linsenab- Schnitts 20 die erste reflektierende Struktur des Filters dar und eine ebenfalls der Ausnehmung 100 zugewandte Oberfläche 301 des zweiten Linsenabschnitts 30 die zweite reflektierende Struktur. Entsprechend können die Oberflächen 201 , 301 mit einer reflexionser- höhenden Beschichtung versehen sein. Denkbar ist allerdings auch, dass der Linsenkörper 200 nicht in eine Aussparung des Substrats eingesetzt, sondern zum Beispiel auf dem Substrat angeordnet ist.
Bezugszeichenliste
1 optischer Filter
2, 3, 210, 310 GRIN-Linse
4 Fabry-Perot-Kavität
11 Substrat
12 Einkoppelwellenleiter
13 Auskoppelwellenleiter
14 Aussparung
20 erster Linsenabschnitt
21, 31 Oberfläche
22, 32 Seite
30 zweiter Linsenabschnitt
100 Ausnehmung
110 Steg
131 Taper
141, 142 Seitenwand
200 Linsenkörper
201, 301 Oberfläche
211, 311 Beschichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Optischer Filter, mit
- einem Substrat (1 1 );
- einer ersten und einer zweiten reflektierenden Struktur (21 , 31 , 141 , 142, 201 , 301 ), die so beabstandet voneinander angeordnet sind, dass sie eine Fabry-Perot-Kavität (4) ausbilden;
mindestens einen an oder in dem Substrat (1 1 ) ausgebildeten optischen Wellenleiter (12, 13), über den Licht in die Fabry-Perot-Kavität (4) ein- und/oder aus der Fabry- Perot-Kavität (4) auskoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die erste und die zweite reflektierende Struktur (21 , 31 , 141 , 142, 201 , 301 ) ausgebildete Fabry-Perot-Kavität (4) zumindest teilweise eine Freistrahl-Kavität ist, wobei es sich bei dem Wellenleiter (12, 13) um einen integrierten Wellenleiter handelt, der durch eine oder mehrere auf dem Substrat (1 ) angeordnete Schichten ausgebildet ist, und wobei die erste und die zweite reflektierende Struktur (21 , 31 , 141 , 142, 201 , 301 ) zumindest teilweise in einer Aussparung (14) des Substrats (1 ) angeordnet sind oder an die Aussparung (14) angrenzen.
2. Filter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite reflektierende Struktur (21 , 31 , 141 , 142, 201 , 301 ) jeweils eine Reflexionsbeschichtung (21 1 , 31 1 ) aufweisen.
3. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite reflektierende Struktur (21 , 31 , 141 , 142, 201 , 301 ) jeweils durch eine die Aussparung (14) begrenzende Seitenwand ausgebildet sind. 4. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite reflektierende Struktur (21 , 31 , 141 , 142, 201 , 301 ) jeweils durch eine Oberfläche einer in der Aussparung (14) angeordneten Linse (2, 3, 210, 310) ausgebildet sind. 5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Linse (2, 3, 210, 310) um eine GRIN-Linse handelt.
6. Filter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (21 , 31 , 141 , 142, 201 , 301 ) so ausgebildet ist, dass sie einkommendes Licht parallelisiert. 7. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste reflektierende Struktur (201 ) durch eine Oberfläche eines ersten Linsenabschnitts (20) eines Linsenkörpers (200) und die zweite reflektierende Struktur (301 ) durch eine Oberfläche eines zweiten Linsenabschnitts (30) des Linsenkörpers (200) ausgebildet sind.
8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenkörper (200) einstückig ausgebildet ist.
9. Filter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenkörper (200) in der Aussparung (14) angeordnet ist.
10. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Ta- per (131 ), über den Licht in die Fabry-Perot-Kavität (4) einkoppelbar ist. 1 1 . Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fabry-Perot-Kavität (4) mit Luft oder in der Fabry-Perot-Kavität (4) eine von Luft verschiedene Substanz zum Abstimmen der Eigenschaften des Filters (1 ) angeordnet ist. 12. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Heizvorrichtung zum Temperieren zumindest eines Abschnitts der Fabry-Perot-Kavität (4).
13. Optische Vorrichtung, insbesondere ein optischer Filter, insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
- einem Substrat (1 1 );
- mindestens einen an oder in dem Substrat (1 1 ) ausgebildeten optischen Wellenleiter (12, 13), dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1 1 ) eine Aussparung (14) aufweist, wobei über den optischen Wellenleiter (12, 13) Licht in die Aussparung (14) ein- und/oder aus der Aussparung (14) auskoppelbar ist, wobeidie Aussparung (14) so ausgebildet ist, dass sich das Licht in der Aussparung (14) zumindest teilweise als Freistrahl ausbreiten kann,
- wobei in der Aussparung mindestens eine lichtbeeinflussende Einrichtung so angeordnet ist, dass Licht als Freistrahl in die lichtbeeinflussende Einrichtung ein- koppelbar und/oder Licht als Freistrahl aus der lichtbeeinflussenden Einrichtung auskoppelbar ist, und wobei
- es sich bei dem Wellenleiter (12, 13) um einen integrierten Wellenleiter handelt, der durch eine oder mehrere auf dem Substrat (1 ) angeordnete Schichten ausgebildet ist, wobei die erste und die zweite reflektierende Struktur (21 , 31 , 141 , 142, 201 , 301 ) zumindest teilweise in einer Aussparung (14) des Substrats (1 ) angeordnet sind oder an die Aussparung (14) angrenzen.
4. Optische Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtbeeinflussende Einrichtung einen optischen Isolator, einen optischen Zirkulator, einen Phasenschieber und/oder einen optischen Verstärker umfasst.
5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aussparung (14) eine Fabry-Perot-Kavität (4) ausgebildet ist oder die Aussparung (14) eine Fabry-Perot-Kavität (4) ausbildet.
6. Verfahren zum Bestimmen einer Eigenschaft einer Substanz unter Verwendung eines optischen Filters, der aufweist:
- ein Substrat (1 1 );
eine erste und eine zweite reflektierende Struktur (21 , 31 , 141 , 142, 201 , 301 ), die so beabstandet voneinander angeordnet sind, dass sie eine zumindest teilweise als Freistrahl-Kavität ausgebildete Fabry-Perot-Kavität (4) ausformen; und mindestens einen an oder in dem Substrat (1 1 ) ausgebildeten optischen Wellenleiter (12, 13), über den Licht in die Fabry-Perot-Kavität (4) ein- und/oder aus der Fabry-Perot-Kavität (4) auskoppelbar ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- Befüllen der Fabry-Perot-Kavität (4) des Filters (1 ) mit der Substanz;
- Einkoppeln von Licht in die Fabry-Perot-Kavität (4);
- Empfangen von aus der Fabry-Perot-Kavität (4) ausgekoppelten Lichts; - Bestimmen zumindest einer Eigenschaft der Substanz anhand eines Spektrums des ausgekoppelten Lichts.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Sub- stanz um eine Flüssigkeit oder ein Gas handelt.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
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