26.05.2020

Nanodrähte als Antireflexionsschicht

Streulicht und Reflexionen in Optiken sollen mit winzigen Metalldrähten verhindert werden.

Streulicht und Reflexionen sollen in optischen Systemen wie zum Beispiel Kameras oder Mikroskopen möglichst vermieden werden, weil sie den Kontrast mindern und Spiegelungen im Bild verursachen. Dafür setzen die Hersteller neben Blenden eine schwarze Mattierung der Linsen­ränder und der Innenwand des Tubus – die Röhre zwischen Objektiv und Okular – ein. Bei sehr flachen Einfalls­winkeln des Lichts führt dieses Verfahren allerdings nicht zu befriedigenden Ergebnissen.
 

Abb.: Wulf Moritz untersucht die optischen Eigenschaften von Nano­strukturen...
Abb.: Wulf Moritz untersucht die optischen Eigenschaften von Nano­strukturen mit Hilfe von Laserlicht. (Bild: J. M. Hosan)

Metalldrähte mit einem Durchmesser von wenigen hundert Nanometern könnten das Problem lösen. Werden die Nanodrähte senkrecht auf den Tubus­innenseiten angebracht, so könnte diese Oberfläche unerwünschtes Licht weitgehend absorbieren und in doppelter Hinsicht zur Streu­licht­reduktion beitragen. „Zum einen trifft die Strahlung senkrecht auf die Draht­seiten­flächen, was die Spiegelung stark reduziert, zum anderen kommt es zwischen den dicht stehenden Drähten zu Mehrfach­reflexionen, was den Absorptions­grad wesentlich erhöht. Mit diesen Materialien sollte es daher möglich sein, nahezu ideale Lichtfallen zu bauen,“ erläutert Frey. 

In einem Forschungs­projekt untersucht die Technische Hochschule Mittelhessen, welche Rolle Nanodrähte als Anti­reflexions­schichten spielen könnten, um diese Störungen zu mindern. Im Projekt sollen zunächst die optischen Eigenschaften von Nano­draht­oberflächen untersucht werden. Anschließend wollen die Forscher das am besten geeignete Material und die geometrischen Parameter der Drähte ermitteln.

Sie arbeiten dabei mit dem südhessischen Unternehmen NanoWired zusammen, das unter anderem Nano­drähte aus Gold und Kupfer mit unterschiedlichen Draht­dicken für die mess­technischen Untersuchungen zur Verfügung stellt. Weitere Partner sind Leica Microsystems als potentieller Anwender der Nanodrahtlösung in Mikroskopen und Leica Camera. Für den Hersteller von Foto- und Fernoptik ist die Nano­technologie besonders für die Nutzung in miniaturisierten optischen Systemen interessant, wie sie zum Beispiel in Smartphone­kameras eingesetzt werden. Das Projekt läuft ein Jahr und wird im Rahmen des Programms „Forschung für die Praxis“ vom Land Hessen mit 40.000 Euro gefördert. 

TH Mittelhessen / DE
 

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