Neue optische Materialien für die additive Fertigung von komplexen Mikrooptiken

Ziel des Vorhabens ist zum einen die Modifizierung des bisherigen dielektrischen Schreibmaterials (Photolack), um höhere Brechzahlen n und veränderte Dispersionsverläufe n(λ) zu erreichen und somit mikrooptische Achromaten realisieren zu können. Zum anderen soll die Möglichkeit geschaffen werden, die komplett transparenten Druckteile additiv mit metallischen Oberflächen zu versehen, was auf der vorliegenden Größenskala (sub-mm) völlig neue Mikrooptiken mit reflektiven und absorptiven Funktionalitäten ermöglicht. Innerhalb des Projekts ist dabei geplant, die komplette Prozesskette vom neuen Material über das neue Optik-Design bis hin zum fertigen optischen Prototypen zu demonstrieren. Dazu haben sich das 4. Physikalische Institut (4PI) und das Institut für Technische Optik (ITO) der Universität Stuttgart in einem interdisziplinären Verbund zwischen Physikern und Ingenieuren zusammengeschlossen. Während der Schwerpunkt der Physiker bei der Material- und Prozessentwicklung für die additive Fertigung liegt, kümmert sich das ITO um die Auslegung der Druckobjekte (optische Linsen, Mikroobjektive, optische Elemente) und die Verbesserung des Druckvorgangs, insbesondere mit Blick auf die Schreibtrajektorien.

Zu den optischen Systemen, die durch die neuen Materialien und Prozesse auf kleinster Skala ermöglicht werden, zählen unter anderem:

• Gefaltete Abbildungssysteme, die rein auf Reflektion basierend abbilden
• Linsensysteme, deren chromatischer Farbfehler durch die Verwendung neuer Lacke und 3D gedruckter achromatischer Mikrooptiken eliminiert wurde
• Prismen mit teildurchlässigen Oberflächen, die Strahlaufspaltungen ermöglichen

(gefördert von der Baden-Württemberg Stiftung).