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Elastomer Optiken

Durchstimmbare Mikrooptik mit strukturierten Elastomersystemen

 

elastomerlinse

In diesem Projekt wird eine neue Klasse von durchstimmbaren optischen Komponenten untersucht,
die auf strukturierten Elastomeren basieren. Zum einen
handelt es sich hierbei um Linsensysteme mit
dynamisch steuerbarer Brennweite;  zum anderen
um durchstimmbare Bragg Komponenten.

 

deformation linse

 

Kern der durchstimmbaren Linsen ist ein oberflächenverankerter Vollkörper aus gezielt synthetisierten, aber auch kommerziell erhältlichen, Elastomeren. Der Linsenkörper soll in seinem optisch wirksamen Bereich um die optische Achse herum (Pupille) transparent sein. In den optisch nicht wirksamen Randbereichen wird er selektiv mit Strukturen für die Aktuierung mittels elektromagnetischer oder mechanischer Kräfte versehen.


Durch diese externe Aktuierung wird die Oberflächenkrümmung des Linsenkörpers verändert wodurch in der Folge die Brennweite der Komponente gesteuert werden kann. Der Vorteil gegenüber bisherigen Konzepten für durchstimmbare Linsen besteht darin, dass die Linse ortsfest im System positioniert ist und sich damit der Einfluss von Gravitation und Erschütterungen auf die optische Qualität signifikant reduziert – selbst unter widrigen Bedingungen.


Wesentliches Ziel ist es dabei, die hohe optische Qualität über einen individuell wählbaren und dynamisch steuerbaren Brennweitenbereich zu gewährleisten. In der industriellen Praxis ist es dabei wichtiger eine hohe optische Qualität der Abbildung zu erzielen als den Brennweitenbereicht möglichst weit zu fassen. Aus diesem Grund konzentrieren sich die Forschenden im Projekt mehr auf die Qualität der Abbildung denn auf einen möglichst großen Durchstimmbereich.


Ein zweiter Fokus des Projekts liegt auf der Untersuchung von Elastomer-Vielschicht-Systemen (Bragg-Spiegel und Bragg-Filter), insbesondere deren Durchstimmung durch mechanische Zugspannung. Zunächst sollen neue Materialien entwickelt und neue Technologien zur Herstellung von Linsenkörpern mit eingebetteten Elementen für die Aktuierung (z.B. magnetische Zuganker) erforscht werden. Die Erkenntnisse daraus sollen in einem zweiten Schritt in die Entwicklung und Herstellung eines Systemdemonstrators münden, der sich durch die angesprochene hohe optische Qualität der Abbildung auszeichnet.


Diese Linsensysteme und Bragg Komponenten sind in der Labortechnik im Bereich der Forschung und Entwicklung einsetzbar.

 

 Projektleitende:

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