Miniaturisierte Optiken auf Glasfasern
Neues Verfahren macht Druck komplexer Mikro-Optiken in einem Schritt möglich.
Wissenschaftler der Uni Stuttgart haben ein spezielles 3D-Verfahren entwickelt, mit dem komplexe Mikro-Optiken inklusive Blenden oder weitere Bauteile in einem Schritt gedruckt werden können. Mit dieser 3D-Mikrofabrikation lassen sich beispielsweise Mikro-Endoskope herstellen. Diese miniaturisierten Optiken mit einem Durchmesser von nur 125 Mikrometern ermöglichen endoskopische Untersuchungen von Ablagerungen in Herzkranzgefäßen oder in der Halsschlagader. Dabei weisen die so hergestellten Endoskope eine bessere Auflösung und einen größeren Öffnungswinkel als alternativ gefertigte Endoskope auf.
Die Wissenschaftler erforschen und entwickeln die flexible Fertigung von komplexen, miniaturisierten Abbildungssystemen mittels 3D-Mehrphotonen-Lithografie schon seit mehreren Jahren. Im Sommer 2016 startete ein weiteres vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördertes Projekt: In Zusammenarbeit mit der Firma Nanoscribe entwickelten Forscher die Fertigung von Mikrooptiken sowohl in 2,5D als auch komplexer 3D-Verbundstrukturen sowie hybrider Optiken.
Daraus hervorgegangen ist das Gründungsprojekt „Printoptics“, in dessen Rahmen die Forscher, Komponenten in einem Maßstab von 10 Mikrometer bis 2 Millimeter auf einer Vielzahl von Substraten, wie optischen Faserspitzen, Bildsensoren oder LEDs zu fertigen. Das Team um Simon Thiele und Nils Fahrbach kann optische Komponenten und Systeme im Submillimeterbereich nicht nur entwerfen und optimieren, sondern auch fertigen. Diese neuen Optiken werden bereits in zahlreichen Branchen wie der Medizintechnik, Messtechnik und Halbleiterindustrie, aber auch in Forschungseinrichtungen und Instituten eingesetzt.
Ein großer Vorteil ist, dass durch die Fertigung im 3D-Druck die Kosten für die einzelnen optischen Komponenten nicht direkt mit der Komplexität des Designs skalieren, wie die Forscher betonen. Darüber hinaus können für spezielle Anforderungen völlig neuartige Optiken entwickelt werden, die bisher unverhältnismäßig teuer oder gar nicht herstellbar waren.
Das Gründungsprojekt wird an der Uni Stuttgart von Alois Herkommer vom Institut für technische Optik, und Harald Giessen, Institutsleiter des 4. Physikalischen Instituts, betreut und wurde durch ein EXIST-Gründerstipendium sowie ein Junge-Innovatoren-Stipendium des Landes Baden-Württemberg gefördert. Die Baden-Württemberg Stiftung unterstützt das Projekt zusätzlich durch das Forschungsprogramm OPTERIAL, die TLB GmbH hat das Patentmanagement gesteuert. Inzwischen befindet sich die Firma nach einer kleinen Namensänderung als Printoptix GmbH in Gründung, um im kommenden Jahr als eigenständige GmbH weitere Aufträge zu sichern.
TLB / RK
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