Entwicklung mikrooptischer Komponenten für den Einsatz in miniaturisierten optischen Gyroskopen

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Die Entwicklung geeigneter Systeme zur Erforschung unbekannter Territorien, sowohl auf der Erde als auch im Weltraum, umfasst vielfältige Forschungsfelder. Im Weltraum kommen meist Raumsonden und semi-autonome Explorationsfahrzeuge zum Einsatz, wie die NASA Mars Rover „Spirit“ und „Opportunity“. Auch auf der Erde werden autonome oder halbautonome Roboter und Luftfahrzeuge für Erkundungsmissionen eingesetzt, oft in schwer zugänglichen Gebieten, was Miniaturisierung und kompaktes Design unerlässlich macht. Bei autonomen Flugobjekten reduziert jedes zusätzliche Gramm die Reichweite und Nutzlast. Für die Navigation dieser Systeme ist eine zuverlässige Entscheidungsgrundlage entscheidend, weshalb die Entwicklung angepasster Ortungsmethoden ein zentrales Thema zahlreicher Forschungsprojekte ist. Inertiale Navigation mit Beschleunigungssensoren und Gyroskopen spielt hierbei eine wesentliche Rolle. Diese Dissertation wird durch die Luft- und Raumfahrt motiviert, mit dem Ziel, ein optisches Gyroskop zu miniaturisieren. Dazu wurden die erforderlichen optischen Komponenten und Fertigungsprozesse entwickelt, insbesondere geätzte Siliziumspiegel aus speziell gekippten Siliziumwafern. Zudem wurden Bauelemente der integrierten Optik wie Y-Teiler und Näherungskoppler aus epoxidbasiertem Fotolack und optischen Materialien hergestellt und auf ihre Eignung in einem Gyroskop untersucht. Mikrooptische Tische und Klemmeinheiten wurden zur Integrati