Gedruckte Mikrooptik

Mikrolinsenarray
© Fraunhofer ISC
Array aus 3D-gedruckten asphärischen Mikrolinsen

Mikrooptische Elemente sind Schlüsselkomponenten für die weitere Integration von komplexen optischen Geräten. Leistungsstarke Smartphone-Kameras, Projektoren mit hoher Leuchtdichte und optische Detektoren sind nur einige Anwendungsbeispiele, bei denen mikrooptische Komponenten zur Leistungssteigerung eingesetzt werden.

Das Fraunhofer ISC trägt durch die Entwicklung von Prozesstechnologien und Materialien, die speziell auf exzellente optische Eigenschaften und geometrische Flexibilität ausgelegt sind, zu einer breiteren Anwendung mikrooptischer Komponenten bei. Insbesondere die Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) wird eingesetzt, um jede Art von refraktiven oder diffraktiven mikroskopischen Komponenten direkt aus dem Computer zu erzeugen. Die gewünschte Oberflächenfunktion kann ähnlich wie beim 3D-Druck erzeugt werden, allerdings im Mikrometerbereich. Dies ermöglicht die Herstellung von Freiform-Mikrolinsen, Mikrolinsen-Arrays und mehrstufigen diffraktiven optischen Elementen (DOEs) in großem Maßstab und auf fast jedem Substrat.

 

2PP Mehrstufige diffraktive Optik CeSMA
© Fraunhofer ISC
REM-Aufnahme eines mehrstufigen diffraktiven optischen Elements, das mit Zwei-Photonen-Polymerisation hergestellt wurde

Vorteile der 2PP-gedruckten Mikrooptiken
 

  • Beliebige Geometrie …
  •  … auf jeder gewünschten Position
  •  … auf (fast) jedem Substrat
  • Mehr als modernste Präzision und Oberflächenrauhigkeit

 

Anwendungen

  • Display
  • Sensoren
  • Optofluidik
  • Metrologie
  • Datenübertragung
  • Optische Integration
  •  etc.
Prismenarray
© Fraunhofer ISC
Prismenanordnung bestehend aus 15.000 einzelnen Mikroprismen (Höhe: 30 µm, Größe: 60 µm, Teilung: 75 µm)

Kompetenzen des Fraunhofer ISC

  • Einzigartige Kombination von Prozesstechnologie und Entwicklung von maßgeschneiderten Hybridpolymeren (ORMOCER®)
  • CAD/CAM-Kette: Vom Design zum Prototyp
  • Design von mikrooptischen Komponenten
  • Prozessentwicklung für hohe Präzision, geringe Rauheit und hohen Durchsatz
  • Charakterisierung der hergestellten Komponenten
  • Machbarkeitsstudien und Prototypenherstellung

Fachinformation

»Two Photon-Polymerization«

Femtosecond laser pulses as a tool for true 3D micromachining

Artikel I Science Direct

»Heterogeneous microoptical structures with sub-micrometer precision«

Artikel I SPIE Digital Library

»Strategies for rapid and reliable fabrication of microoptical structures using two-photon polymerization«