Optoelektronik

Im Bereich der Optoelektronik entwickeln wir Photodetektoren und Halbleiterlaser schwerpunktmäßig für den infraroten Spektralbereich (Wellenlängen > 1,5 µm), aber auch für den Solar-blinden ultravioletten Spektralbereich (< 280 nm).
 

  • Unsere Laser entwickeln wir kundenspezifisch weiter – der Schwerpunkt liegt hier auf den Quantenkaskadenlasern und optisch gepumpten Halbleiterscheibenlasern für den Emissionsbereich von 2 – 11 µm.

  • Bei den Infrarot-Photodetektoren liegt unser Fokus auf Matrix- und Einzeldetektoren höchster Leistungsfähigkeit auf Basis von antimonischen Typ II-Übergittern und InGaAs. Für die Detektion äußerst schwacher optischer Signale entwickeln wir hochempfindliche Avalanche-Photodioden (APDs) mit interner Signalverstärkung. Unsere bispektralen Detektormatrizen ermöglichen das Farbsehen im Infraroten.

Miniaturisierter, breitbandig spektral abstimmbarer Quantenkaskadenlaser mit Emissionswellenlängen im mittleren Infrarot-Bereich und hoher Scanfrequenz bis zu 1 kHz.
© Fraunhofer IAF
Miniaturisierter, breitbandig spektral abstimmbarer Quantenkaskadenlaser mit Emissionswellenlängen im mittleren Infrarot-Bereich und hoher Scanfrequenz bis zu 1 kHz.

Quantenkaskadenlaser

Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung am Fraunhofer IAF sind:

  • die Steigerung der Ausgangsleistung und der Leistungseffizienz
  • Erhalt der Strahlqualität
  • Optimierung der epitaktischen Halbleiterschichtstrukturen
  • effiziente Entwärmung der Bauelemente durch eine verbesserte Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT)

Optisch gepumpte Halbleiterscheibenlaser

Auf Basis der Gruppe III-Antimonide forschen wir an der Erweiterung der Funktionalitäten der Halbleiterlaser, bspw. durch die Integration der Chips in externe Resonatoren in Form kompakter Lasermodule zur Realisierung von spektral schnell abstimmbaren Lasersystemen.

 

Unsere Laser haben Anwendungspotenzial für die spektroskopische Sensorik, medizinische Anwendungen sowie Sicherheitsanwendungen.

UV-Detektoren
© IAF Fraunhofer
Avalanche-Photodiode
© IAF Fraunhofer

Infrarot-Detektoren

Matrix- und Einzeldetektoren höchster Leistungsfähigkeit:

  • InAs/GaSb Typ-II Übergitter für das mittlere (MWIR, 3 – 5 µm) und langwellige (LWIR, 8 – 12 µm) Infrarot
  • InGaAs für das kurzwellige Infrarot (SWIR, < 1.7 µm)
  • AlGaN für den solar-blinden ultravioletten Bereich (<280nm)

Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit werden Bauelemente mit Heteroübergängen entwickelt, welche im Vergleich zu herkömmlichen Bauelementen mit Homoübergang deutliche Vorteile in Bezug auf Dunkelstrom und Rauschverhalten bieten.

 

Avalanche-Photodioden

Für Anwendungen, welche die Detektion äußerst schwacher optischer Signale erfordern, entwickeln wir hochempfindliche Avalanche-Photodioden (APDs) mit interner Signalverstärkung.

Dies tun wir sowohl für den solar-blinden ultravioletten Spektralbereich unterhalb 280 nm als auch im kurzwelligen Infrarot (SWIR, 0,9 – 1,7 µm), wofür wir AlGaN- bzw. InGaAs-APDs optimieren.

Hermetische, vollkeramische Power-LEDs
© IAF Fraunhofer

Die Verwendung von Leuchtkeramiken in Kombination mit neuartigen Gehäusetechnologien können das Einsatzspektrum von LEDs in heißer, feuchter oder chemisch belasteter Umgebungen deutlich erweitern.

Um die Effizienz von LED-Modulen zu erhöhen, entwickeln Forscher des Fraunhofer IAF auch unter Berücksichtigung humaner sowie Umgebungsfaktoren:

  • kompakte Schaltwandlern für LED-Module
  • stromsparende Regelelektronik für LED-Schaltwandler
  • intelligente LED-Steuerung

Aktuelle Forschungsprojekte

Weiterführende Informationen

Wie Sie mit uns zusammenarbeiten können

Informationen zur Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IAF finden Sie unter dem folgenden Link.

Wissenschaftliche Publikationen

Unsere aktuellsten wissenschaftlichen Publikationen finden Sie unter folgendem Link:

Unser Leistungsangebot

Unser Leistungsangebot zum Bereich der »Optoelektronik« am Fraunhofer IAF finden Sie unter dem folgen den Link.