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Membran - Mikrolinsen

Unabhängig durchstimmbare Membran-Mikrolinsen und -arrays auf AlN/ Diamant Basis

 diamantlinsenarrayIn diesem Projekt erforschen die Projektpartner die Anwendung neuer Materialkombinationen für fortgeschrittene Mikrooptiken und evaluieren innovative Konzepte zur Durchstimmung der optischen Eigenschaften mikrooptischer Komponenten. Ziel ist es, abbildende optische Mikrosysteme zu entwickeln, die mithilfe aktiver Mikrolinsen und Mikrolinsenarrays - bestehend aus unabhängig durchstimmbaren Einzelelementen - eine erweiterte optische Leistungsfähigkeit erreichen.

 

Neben der Durchstimmung der Linsenbrennweite besteht auch die Möglichkeit eine Strahl- bzw. Bündelablenkung durch Verkippung oder Versatz einzelner Bauelemente zu erzielen. Dadurch wird eine dreidimensionale optische Abtastung des Objektraumes ermöglicht, die ein hoch aufgelöstes Bild aus einer Serie sequentiell aufgenommener Teilbilder liefert. Als neuartiges Materialsystem für die aktiven mikrooptischen Bauelemente werden Diamantmembranen untersucht, die mit piezoaktivem Aluminiumnitrid (AlN) beschichtete wurden. Durch das AlN/Diamant-System kann eine sehr schnelle Durchstimmung bei kleinen Stellwegen über piezoelektrische und thermische Effekte erzielt werden. Die Kombination mit mikromechanischen Aktoren (thermomechanisch oder elektrostatisch) ermöglicht es darüber hinaus große Stellwege bei langsameren Durchstimmgeschwindigkeiten zu erreichen.

 

zweifacettensystem

 

Zweifacettensystem zur hochauflösenden Abbildung großer Objekträume. Zwei durchstimmbare Mikrolinsen werden auf einer Membran-Mikrolinse integriert, die für jede Einzellinse die Ablenkung im Sinne des Prismas realisiert. Durch gleichzeitige Anpassung der Brennweiten der Einzelfacetten kann eine optimale Bildqualität für den gesamten Tuning Bereich erzielt werden.

 

 

 

Durch die Integration der optischen Bauteile und Aktoren können kompakte aktive optische Mikrosysteme realisiert werden. Insbesondere die synchronisierte dynamische Verkippung und die Anpassung der Brennweite der Mikrolinsenelemente führen zu einer deutlichen Steigerung der Abbildungsleistung gegenüber passiven Mikrooptiken.

Dieses Konzept eröffnet neue Möglichkeiten für industrielle Anwendungen, beispielweise in der Medizintechnik für abtastende Endoskopoptiken oder in der Kameratechnik für durchstimmbare "compound eye" Objektive.

 Projektleitende 

 

Aktuelle Publikation:
TUNABLE COMPOUND EYE CAMERAS
 
D. Pätz, S. Leopold, F. Knöbber, S. Sinzinger, M. Hoffmann, O. Ambacher
Proc. SPIE, Vol. 7716, 77160K (2010)

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