Dehnungssensoren werden heutzutage in vielen Bereichen der Industrie und im Zusammenhang mit Konsumgütern verwendet. Die meisten Sensoren funktionieren nach dem Prinzip, dass sich in Kenntnis der thermoelastischen Daten aus der Dehnung des Probekörpers weitere Werte, wie eine Kraft, ein Drehmoment oder eine Temperatur, berechnen lassen. Dabei basieren die bekannten Sensoren auf unterschiedlichen Funktionsmechanismen.

So gibt es Dehn-Messstreifen, die leitfähige Polymere als Probekörper nutzen.

Statt der Polymere, bei denen der Abstand der leitfähigen Partikel variiert wird, können auch Metalle verwendet werden, sofern sich durch eine Dehnung des Probekörpers der Querschnitt und die Länge des Materials signifikant ändern.

Weiterhin sind bekannt, Sensoren, deren Prinzip auf der Änderung des elektrischen Widerstands beruht, piezoresistive Sensoren und die in der Entwicklung befindlichen magnetischen Widerstandssensoren. Alle genannten Prinzipien ist der Nachteil gemeinsam, dass sie zur Messung des Widerstands die Kontaktierung mit Messleitungen benötigen. Zwar ist die Fernabfrage über die Eigenschaftsänderung eines Schwingkreises möglich, aber im Vergleich zu optischen Messmethoden störungsanfällig.

Eine Reihe optischer Sensoren verwendet Glasfasern, deren Enden meist jedoch fest an die Detektoren gekoppelt sind und deren Prinzip darauf beruht, dass die Verformung des Materials die Lichtintensität des transmittierten Lichts schwächt. Nachteilig ist, dass der experimentelle Aufbau oft den direkten Kontakt mit dem zu untersuchenden Material erfordert oder dass die Dimensionen des Sensors für das zu messende System um mehrere Größenordnungen zu groß ist.

Es sind weiterhin optische Dehnungssensoren bekannt, die eine mit einer Polymerschicht ummantelte Glaskapillare aufweisen. Ein solches Messsystem ist jedoch nur bei großen Konstruktionen, beispielsweise an Gebäuden, einsetzbar. Außerdem werden Sensorsysteme mit optischen Faserstrukturen verwendet, deren Licht aufgrund der Brillouin-Streuung unter Belastung abgeschwächt wird. Auch diese können wegen der für die Funktion wichtigen Länge gleichfalls nur in großen Gegenständen eingesetzt werden. Außerdem ist ein Dehnungssensor auf der Basis eines Fabry-Perot-Interferometers bekannt.

Zwar hat dieser eine Auflösung von weniger als 50 pm, jedoch beträgt seine Messlänge mehrere Zentimeter und sein Messaufbau ist verhältnismäßig aufwendig.

Einige Prinzipien zur optischen Dehnungsmessung kommen ohne Befestigung eines Sensors auf dem zu untersuchenden Material aus. Die entsprechenden Sensoren sind allerdings mit einem hohen apparativen Aufwand verbunden und daher relativ teuer und störanfällig. Nach dem Prinzip funktionieren beispielsweise die Laser-Speckle-Extensometer, bei denen die bei der Dehnung auftretenden Veränderungen der Laser-Speckle-Muster mit Videokameras und mathematischen Korrelations-Algorithmen ausgewertet werden. Weitere optische Mechanismen beruhen auf der Bildauswertung von Aufnahmen mit digitalen Kameras. Zur Messung der Auslenkung von Aktoren in der Robotik werden häufig auch Systeme verwendet, bei denen ein Laserstrahl auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet wird und deren Krümmung sich in einem defokussierten und abgelenkten, reflektierten Laserstrahl auswirkt. Für eine signifikante Änderung des reflektierten Strahls ist allerdings immer ein großer Messaufbau nötig, damit die Winkeländerung vom Detektor quantitativ erfasst werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur berührungslosen Messung von Ausdehnungsänderungen im Sub-Mikrometerbereich zu schaffen, das sich mit kleinen und preiswerten Bauteilen realisieren lässt, und das bei hoher Zuverlässigkeit präzise Messungen ermöglicht. Dabei sei lediglich ein kleiner Messfleck von wenigen Mikrometern erforderlich, um eine lokale Dehnung zu bestimmen. Aufgabe der Erfindung ist ebenfalls die Schaffung eines Probekörpers zum Einsatz in dem Verfahren.

Diese Aufgaben werden durch das Verfahren nach Anspruch 1 und durch den Probekörper nach Anspruch 6 gelöst.

Besondere Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen genannt.

Der Kerngedanke der Erfindung liegt darin, sich einer an sich bekannten aber in diesem Zusammenhang bislang nicht genutzten Wechselwirkung zwischen einer Strahlung und einem damit bestrahlten Probekörper zu bedienen, um aus den beobachtbaren Effekten Rückschlüsse auf Dehnungsänderungen des Probekörpers ziehen zu können. Dazu wird erfindungsgemäß eine Modifikation der Primärstrahlung beobachtet, die durch eine Anregung von Elektron-Plasma (Partikel-Plasmonen) Schwingungen im Probekörper hervorgerufen wird. Dabei weist der Probekörper eine Vielzahl von kleinsten Partikeln, insbesondere sogenannten Nanopartikeln auf, deren Ausdehnung zumindest in einer Richtung < 1 um ist. Die Anregung von Partikel-Plasmonen Schwingungen führt in entsprechend ausgebildeten Probekörpern zu einer Reihe für die Dehnungsmessung nutzbarer Effekte, die sich aus Modifikationen des Absorptions-und/oder des Reflexionsspektrums ablesen lassen.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Anmeldung mit dem Charakteristikum"berührungslos"im Zusammenhang mit dem Begriff "Messung"eine Fernübertragung von Information zwischen Sender/Empfänger einerseits und dem Probekörper andererseits beschieben wird. Während sich der Sender/Empfänger und der Probekörper nicht berühren, kann der Probekörper sehr wohl den Gegenstand berühren. Außerdem sei betont, dass der Probekörper kein separater Körper sein muss, sondern dass der Gegenstand mit dem Probekörper einteilig ausgebildet sein kann.

Der nachfolgend zu beschreibende besondere Effekt bietet ein die Grundlage für ein besonders vorteilhaftes da präzises, sensibles und kostengünstiges Verfahren zur Dehnungsmessung. Kurz gesagt basiert das neuartige Verfahren und damit das entsprechende Sensorprinzip auf der Kopplung von einfallender Primärstrahlung mit Partikel-Plasmonenresonanz und Wellenleiter-Moden.

Dabei liegt ein wesentlicher Aspekt der Erfindung auch darin, dass der Probekörper mit Nanopartikeln versehen ist, die insbesondere aus Edelmetall, beispielsweise aus Gold, bestehen und mit regelmäßigen Abständen in einem Array angeordnet sind.

Die Absorption elektromagnetischer Wellen ist bei solchen Nanopartikeln bekanntermaßen dominiert von resonant angeregten Partikel-Plasmonen.

Dabei können in Resonanz angeregte Plasmonen innerhalb der elektrisch leitenden Nanopartikel unter bestimmten Voraussetzungen zur Auslöschung der eingestrahlten Strahlung insbesondere im sichtbaren Bereich führen. Diese Voraussetzungen können insofern gezielt geschaffen werden, als die Resonanz in ihren charakterisierenden Eigenschaften, wie ihrer Frequenz, ihrer Bandbreite, ihrer Amplitude und/oder ihrer Linienform, durch das Material, die Größe und die Form der Nanopartikel sowie durch die dielektrische Funktion des die Partikel umgebenden Mediums, das einen Wellenleiter bilden kann, beeinflussbar sind. Die Charakteristika dieser als Dipol-Antennen wirkenden Nanopartikel werden also gezielt im Hinblick auf die beaufschlagende Strahlung eingestellt. Durch die Wahl dieser Parameter wird somit das Absorptionsspektrum eines Probekörpers, respektive eines Sensors in gewissen Grenzen justiert.

Mit Hilfe der Elektronenstrahl-Lithographie können derartige Systeme aufweisend ein Muster von Nanopartikeln realisiert werden, wobei einerseits die Form und andererseits auch die Anordnung der Partikel den gewünschten Anforderungen angepasst werden. So wurde gezeigt, dass die Breite und die spektrale Position der Resonanzen abhängt von der Gitterkonstanten einer zweidimensionalen Anordnung von Gold-Nanopartikeln, die in dem speziellen Fall auf einem mit 3 nm starkem Indium-Zinn-Oxid (ITO) beschichteten Quarzsubstrat abgeschieden wurden. Durch Veränderung des Abstandes der Nanopartikel, d. h. durch Dehnung des Probekörpers, verschiebt sich die Resonanz wegen der vom Abstand abhängigen Wechselwirkung der einzelnen Nanopartikel untereinander, die über eine Photonenkopplung geschieht. Dieser Effekt ist messbar und damit nutzbar für eine Dehnungsmessung am Probekörper. Da der Effekt relativ klein ist und damit die Messung der Verschiebung sich relativ aufwendig gestaltet, ist ein besonderer Ansatz zu bevorzugen, bei dem eine andere Art von Probekörper verwendet wird : So konnte gezeigt werden, dass bei stärkeren, insbesondere >100 nm starken Wellenleiterschichten, beispielsweise aus ITO, sich im Absorptionsbereich Paare schmaler Bänder ausbilden, die vergleichsweise steile und daher gut messbare Flanken haben und bei denen die Auslöschung durch Plasmonenresonanz unterdrückt ist. Dieser Effekt wird durch Figur 2 veranschaulicht, in der auch als unterbrochene Kurve eine beschriebene Resonanz gezeigt ist. Dabei wird die Lage der Bänder verschoben beispielsweise durch eine Änderung der Periodizität und damit des Abstands der Nanopartikel, also durch eine Dehnung des Probekörpers. Außerdem ändert sich die Lage der Bänder durch die Variation des Einstrahlwinkels, da sich dadurch die Wegstrecke und damit die Wellenlänge innerhalb des Wellenleiters ändert.

Zur Erzielung dieses für die vorteilhafte Form der Erfindung wesentlichen Effektes der Erzeugung von nutzbaren Auslöschungen ist die mit Stärken von >10 nm und insbesondere von >100 nm relativ dicke, die Nanopartikel tragende dielektrische Wellenleiterschicht, die insbesondere aus ITO, Ta205, TiO2, Si oder SiON gefertigt ist, besonders wichtig. Zur Messung größerer Dehnungen kann es vorteilhaft sein, den Wellenleiter aus einem Polymer zu fertigen.

Um eine"phasenrichtige"Kopplung vermittels der Wellenleiter-Moden zu unterstützen, ist es zudem besonders vorteilhaft, den Wellenleiter auf ein Substrat aufzubringen, dessen Brechungsindex kleiner ist als der des Wellenleiters. Durch diese Maßnahme werden die Photonen innerhalb des Wellenleiters gehalten und stehen damit für eine Wechselwirkung mit den Partikel-Plasmonen zur Verfügung.

Der Effekt wird folgendermaßen erklärt : Ein Teil der einfallenden Primärstrahlung wird von den Partikeln absorbiert und ein anderer Teil kann in einer, insbesondere der ersten transversalen elektrischen Wellenleiter-Mode der Wellenleiterschicht einkoppeln. Stimmen die Eigenfrequenz des dielektrischen Wellenleiters und die Frequenz der eingestrahlten Primärstrahlung überein, wirken auf die Nanopartikel zwei verschiedene elektrische Felder, nämlich das der unmittelbar eingestrahlten Wellen und das des Wellenleiters. Im Resonanzfall sind beide Felder um 180° phasenverschoben, so dass destruktive Interferenz auftritt. Durch diese destruktive Interferenz von Wellenleiter und Lichtstrahl wird aber die Ursache der Plasmonenresonanz und damit die Ursache der Auslöschung des durchstrahlten Lichts aufgehoben. Da der Wellenleiter Eigenschwingungen sowohl mit den Knoten als auch mit den Maxima unter den Nanopartikeln erlaubt, gibt es in der Regel zwei Resonanzkopplungen von TE-Moden und einfallendem Licht mit der Plasmonen-Resonanz-Auslöschung. Je nach Anordnung der Nanopartikel können auch die TM-Moden des Wellenleiters mit den Partikel-Plasmonen interagieren. Die Plasmonen, die Moden des Wellenleiters und das Licht der Lichtquelle liegen vorteilhafterweise in einem Bereich zwischen 200 nm und 2000 nm.

Für eine Darstellung des Effektes wird verwiesen auf die Veröffentlichung von S. Linden, A. Christ, J. Kuhl und H. Giessen,"Selective suppression of extinction within the plasmon resonance of gold nanoparticles", in Appl. Phys. B 73 (2001) 311-316, deren Inhalt hiermit vollinhaltlich einbezogen genommen wird.

Das geschilderte Prinzip lässt sich vorteilhaft umsetzen durch einen Probekörper aufweisend das beschriebene Schichtsystem mit Nanopartikeln, die auf einer Schicht eines Wellenleiters aufgebracht sind, wobei der Wellenleiter seinerseits auf einem Substrat aufgebracht ist. Ein solcher Probekörper kann dann direkt mit dem zu untersuchenden Gegenstandes verbunden werden. Dann wird die Dehnung des Gegenstandes durch Strahlungsbeaufschlagung des Probekörpers, insbesondere mit Laserlicht, und durch Messung der vom Probekörper reflektierten oder transmittierten Intensität auf einfache Art und Weise bestimmt. Mit einem solchen erfindungsgemäßen Sensorkonzept können Kräfte, Drehmomente und/oder Temperaturen über die mechanische Dehnungen des Probekörpers gemessen werden.

Das beschriebene Schichtsystem besitzt einen unkomplizierten Aufbau, lässt große Freiheiten bei der Materialauswahl zu und ermöglicht einen fokussierbaren Messbereich mit einer Ausdehnung von nur wenigen Mikrometern, der in diesem Fall mit einem Array von Nanopartikeln besetzt ist.

In gewisser Weise handelt es sich um eine relative Messung der Dehnung innerhalb des kleinen Bereiches des Arrays, wobei diese relative Messung unter bestimmten Voraussetzungen auf die Dimension des gesamten Probekörpers und damit des gesamten Gegenstandes extrapoliert werden kann.

Das erfindungsgemäße Sensorkonzept ist somit besonders attraktiv für Mikrosysteme und andere Systeme, die nur kleine Flächen zur Messung zur Verfügung haben. Der Anwendungsbereich erstreckt sich von Sensoren zur Kraftmessung in Mikrogreifern bis hin zu der Drehmoment-Bestimmung an Achsen in der KfZ-Technik. Der einfache Aufbau der Schichtsysteme ermöglicht eine kostengünstige Herstellung in hoher Stückzahl. Die erforderliche Elektronik ist kommerziell erhältlich, die nötigen Bauteile sind Massenprodukte.

Weitere Vorteile der Erfindung liegen darin, dass das Verfahren berührungslos ist. Die zu untersuchende Probe wird somit nicht durch Kabelzuleitungen in ihrem Messverhalten gestört. Zudem können als Lichtquellen Halbleiter- Laserdioden und als Detektoren einfache Photodioden eingesetzt werden, so dass das System mit einfachen und kostengünstig erhältlichen Bausteine aufgebaut werden kann. Die nötigen Schichtstrukturen sind ebenso einfach und können auf viele Messobjekte aufgetragen werden. Bei Zerstörung des Probekörpers können die Laserdiode und die Photodiode weiter verwendet werden. Wie dargelegt, wird zur Messung auch nur ein kleiner Messbereich von etwa 20 um benötigt, so dass auch kleine Bereiche in Mikrosystemen untersucht oder die Kräfte in Mikrogreifern bestimmt werden können.

Generell ist es vorteilhaft, dass zur Störungskompensation ein in der Nähe des gedehnten Probekörpers dehnungsfrei angebrachter Referenzkörper parallel gemessen wird.

Durch Änderungen der äußeren Gegebenheiten ist der Sensor in Grenzen einstellbar : So kann beispielsweise durch Variation des Einstrahlwinkels der Primärstrahlung der Arbeitspunkt eingestellt werden. Außerdem ist es möglich, die Justierungsmöglichkeiten dadurch zu unterstützen, dass der Wellenleiter eine variierende Schichtdicke oder die Struktur eine lateral variierende Anordnung aufweist, damit sich durch die Wahl des von der Lichtquelle beleuchteten Bereichs der gewünschte Messbereich einstellen lässt.

Nachfolgend wird der für die Erfindung wesentliche Effekt und ein das erfindungsgemäße Verfahren umsetzender Sensor anhand der Figuren 1 bis 5 näher beschrieben. Es zeigen : Figur 1 eine Anordnung zur Koppelung von Plasmonen, Wellenleiter-Moden und einfallenden Lichtwellen, Figur 2 die Auslöschung eines Lichtstrahls durch Plasmonenresonanz in einer ITO-Schicht, Figur 3 die Verschiebung der Wellenleiter-Moden zu niedrigen Photonen- Energien bei Erhöhung des Nano-Dot-Abstands, Figur 4 die Lage des Arbeitspunkts des Sensors in der Auslöschung- Photonenenergie-Kurve, Figur 5 den Aufbau eines Sensors und Figur 6 den-Aufbau eines Sensors mit Referenzprobekörper.

In Figur 1 ist eine Anordnung zur Koppelung von Plasmonen, Wellenleiter- Moden und einfallenden Lichtwellen in Form eines Probekörpers 1 gezeigt.

Dieser weist einen ITO-Film 2 auf, dessen Stärke d in diesem Fall 140 um entspricht und., der den Wellenleiter bildet. Der ITO-Film 2 ist aufgedampft auf ein Substrat 3 aus Quarzglas. Auf den ITO-Film 2 ist mittels des Verfahrens der Elektron-Litographie ein Array gleichmäßig beabstandeter Nanopartikel 4 ("Nano-dots") aus Edelmetall, hier aus Gold, aufgebracht. Die Anzahl der Nanodots sind der Übersicht wegen in geringer Zahl dargestellt. Der beispielhaft abgebildete Sensor arbeitet in Transmission mit inselförmigen Nanodots. Der Wellenvektor 5 und das elektrische Feld 6 der einfallenden Primärstrahlung ist gleichfalls gezeigt. Unterhalb der Anordnung ist ein nicht dargestellter Detektor angeordnet, auf den die modifizierte Primärstrahlung als Sekundärstrahlung 7 auftrifft.

Figur 2 zeigt zwei Kurven, wobei jeweils eine Intensitätsverteilung als Auslöschung ("Extinction") aufgetragen ist gegen die Photonenenergie in eV.

Die gestrichelte Linie zeigt die auf 1 normierte Auslöschung eines Lichtstrahls, die durch eine Plasmonenresonanz in einer 30 nm dicken ITO-Schicht hervorgerufen wird. Außerdem ist die Aufhebung der Auslöschung innerhalb der Resonanz durch die Kopplung mit den zwei Wellenleiter-Moden in der oben erwähnten 140 nm dicken ITO-Schicht als durchgezogene Linie gezeigt.

Deutlich ist in Figur 2 der Einfluss der erhöhten Schichtdicke zu erkennen. Die Lage der im Paar angeordneten und die Wellenleiter-Moden charakterisierenden Bänder 8 und 9, die sich innerhalb der Resonanz ausbilden, kann durch eine Änderung des Abstands der Gold-Partikel und somit durch eine Dehnung des Probekörpers zu niedrigeren Energien verschoben werden. Die Bänder 8 und 9, bei denen die Auslöschung durch Plasmonenresonanz unterdrückt ist, haben dabei vergleichsweise steile und daher gut messbare Flanken.

Figur 3 zeigt die Auslöschung bei in diesem Fall elliptischen Nanopartikeln aus Gold, die auf eine 140 nm dicken ITO-Schicht aufgebracht sind. Das einfallende Licht ist in y-Richtung polarisiert. Die elliptischen Gold-Partikel erzeugen zwei Plasmonen-Resonanz-Frequenzen, wobei je nach der Orientierung der Polarisationsrichtung zu den Hauptachsen der Ellipsen entweder eine der beiden oder beide gleichzeitig angeregt werden. Die Diagramme a-f zeigen jeweils eine in durchgezogener Linie gezeichnete Kurve, wobei in diesen Fällen der Abstand der Nanopartikel in y-Richtung bei 300 nm verbleibt und in x- Richtung von 350 nm bis 475 nm in Schritten von jeweils 25 nm variiert. Die Folge der in gestrichelter Linie ausgeführten Kurven zeigen eine Variation der Abstände in y-Richtung ebenfalls von 350 nm bis 475 nm in Schritten von jeweils 25 nm. Dabei verbleibt der Abstand in y-Richtung bei 300 nm. Die gepunktete Kurve in Figur 3a ist zeigt den Referenzarray mit gleichem Abstand in y-und x-Richtung von 300 nm.

In Figur 3 ist deutlich zu sehen, dass sich die Bereiche der reduzierten Auslöschung zu niedrigeren Energien hin verschieben. Die Verschiebung beträgt hier etwa-2,4 meV pro Nanometer Abstandsänderung oder-7 meV bei einer Nanopartikel-Abstandsänderung um ein Prozent. Die Flankensteilheit der gekoppelten Resonanzen und damit die Empfindlichkeit der Lichtintensität gegenüber einer Änderung der Gitterlänge von Nanostrukturen kann noch weiter gesteigert werden, wenn statt Nanokreisen-oder-ellipsen streifenartige NanostruktureD auf den Wellenleiter aufgetragen werden. Modellrechnungen haben gezeigt, dass mit diesen Strukturen die Flankensteilheit um eine Größenordnung gesteigert werden kann. Eine weitere Verbesserung kann von einer Streifenanordnung erwartet werden, deren Gitterstruktur für die Wellenmoden des Wellenleiters die Eigenschaften eines Fabry-Perot- Interferometers besitzt.

Die beschriebene deutliche Verschiebung der Resonanzfrequenzen zu niedrigeren Energien bei Erhöhung des Abstandes zwischen den Nanopartikeln ermöglicht die Konzeption eines erfindungsgemäßen berührungslosen Dehnungssensors. Wird der Abstand der Nanopartikel auf dem Wellenleiter vergrößert, so entspricht diese Abstandsänderung auch einer Dehnung des Wellenleiters um den entsprechenden Betrag. Wie beschrieben, beträgt die Verschiebung der and die Plasmonenresonanz gekoppelten Wellenleiter- Eigenmode-7 meV bei einer Nanopartikel-Abstandsänderung um ein Prozent.

Gleichzeitig beträgt der Gradient am Arbeitspunkt 1,8% Auslöschungsvariation bei einer Änderung der Energie um 1 meV, wie in Figur 4 dargestellt ist. Das bedeutet, dass. eine Dehnung um ein Prozent eine Variation der Auslöschung um 12,4% erzeugt. Der Gradient Auslöschung/Photoenenenergie ist in Figur 4 mit der durch den Arbeitspunkt 11 des Sensors verlaufenden Geraden 10 dargestellt. Wie gesagt, werden durch die Dehnung des Sensors die Wellenleiter-Resonanzmoden hin zu niedrigeren Energien verschoben. So kommt es bei konstanter Photonenenergie zu einer deutlichen und messbaren Änderung der Auslöschung.

Figur 5 zeigt nunmehr den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Sensors. Die gesamte Vorrichtung weist eine Lichtquelle 12, beispielsweise eine Laserdiode, und einen Detektor 13 zur Intensitätsmessung, beispielsweise eine Photodiode, auf. Mit der Lichtquelle 12 wird die Oberfläche des Probekörpers 14 beleuchtet, wobei der Probekörper 14 in seinem Aufbau dem nach Figur 1 entspricht. Er ist auf einen Gegenstand 15 aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt, dessen Ausdehnung gemessen werden soll. Der Probekörper 14 weist ein Substrat 16 aus Quarzglas mit aufgedampften ITO- Film 17 als Wellenleiter auf. Die Stärken der Schichten entsprechend den zu Figur 1 angegebenen. Der Brechungsindex des Substrates 16 ist kleiner als der des Wellenleiters 17. Auf den ITO-Film 17 aufgedampft sind Nanodots 18.

Der maximale Messbereich des Sensors ergibt sich aus der Differenz zwischen maximaler und minimaler Auslöschung. Ausgehend von einer maximal 50%- igen Variation der Auslöschung kann der Dehnungssensor eine Dehnung von bis zu 4% detektieren.

Die Empfindlichkeit des Dehnungssensors hängt vom Gradienten am Arbeitspunkt in der Absorption-Energie-Kurve sowie von der Auflösung des Detektors ab. Wird ein Material-Schichtverbund mit inselförmiger Anordnung der Nanopartikel entsprechend Figur 1 verwendet, so ist nach dem Absorptionsspektrum von Figur 4 eine Variation der Auslöschung um 12,4% zu erwarten, wenn der Sensor um 1 Prozent gedehnt wird. Werden als Schichtstruktur aber Streifenmuster vorgesehen, so ist mit einer Steigerung der Auflösung um eine Größenordnung zu rechnen. Eine Intensitätsschwankung von 12,4% ist danach bereits bei einer Dehnung um 0, 1% zu erwarten. Weitere Steigerungen der Empfindlichkeit sind möglich, wenn die streifenförmige Struktur auf dem Wellenleiter in Fabry-Perot-Anordnung aufgetragen wird.

Figur 6 zeigt den Aufbau eines Sensors nach Figur 5, der erweitert ist durch einen Referenzprobekörper 19, einen Referenzdetektor 20 und einen Strahlteiler 21. Der Referenzprobekörper 19 erfährt im Gegensatz zum Probekörper 14 keine Dehnung durch den Gegenstand 15. Die Intensität des durch den Strahlteiler 21 aufgeteilten Lichtstrahls wird durch die Eigenschaften von Probekörper 14 und Referenzprobekörper 19 modifiziert. Die Messung der Differenz der an den Detektoren 13 und 20 gemessenen Intensitäten ist gegenüber Störungen unempfindlicher als die absolute Intensitätsmessung entsprechend der Anordnung in Fig. 5.

Es ist auch möglich, stat des Referenzprobekörpers einen flachen Spiegel für die Referenzmessung einzusetzen. Die zu messende Absorption würde sich dann ergeben aus In In(IProbe)/In(IReferenz). Mit dieser Methode würde sich jede Änderung der Temperatur bei einer strukturierten Probe äußern. Gemessen werden braucht lediglich die Referenzintensität.