Optische Mikrolinsen aus dem 3D-Drucker

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Dadurch lassen sich mit einer Submikrometer-Genauigkeit optische Freiformflächen herstellen. Die große Präzision erlaubt es, nicht nur die üblichen kugelförmigen Linsen herzustellen, sondern auch die idealeren Flächen wie Paraboloide oder sogar Asphären höherer Ordnung. Gerade auch mehrlinsige Objektive, die dazu geeignet sind, Abbildungen mit höchster Qualität zu erstellen, werden durch dieses Verfahren erstmals möglich.

Kleinste Endoskope, Sensoren und Kameras denkbar

Mithilfe von Bauplänen des Instituts für Technische Optik druckten die Forscher solche Mikroobjektive, die nur 125 μm Durchmesser hatten und etwa 125 μm hoch waren, auch auf Glasfasern. Damit ließen sich ihrer Ansicht nach künftig flexible Endoskope verwirklichen, die dazu geeignet sein sollen, auch in kleinsten Öffnungen des Körpers oder in Maschinen Untersuchungen vorzunehmen.

Zudem gelang es, die optischen Freiformflächen und Miniatur-Mikroskopobjektive auch direkt auf CMOS-Chips zu drucken, die somit einen extrem kompakten Sensor darstellten. Mit einer solchen Optik könnten kleinste Kameras für Drohnen realisiert werden, die nicht mehr viel größer als eine Biene wären, oder auch Sensoren für selbstfahrende Autos, autonome Roboter oder für Maschinen der Industrie 4.0. Auch Mini-Körpersensoren und Rundumkameras für Handys sind vorstellbar.

Die Wissenschaftler konnten ihre Optiken zudem mit Beleuchtungssystemen kombinieren. Dadurch kann die Optik einer LED, die das Licht in eine bestimmt Richtung konzentriert, extrem verkleinert werden. Auch Lichtstrahlen, die die Form eines offenen Rings, eines Dreiecks oder eines flachen Rechtecks besitzen, wurden mit solchen Miniatur-Freiformoptiken realisiert.

* Weitere Informationen: Prof. Dr. Harald Giessen, Universität Stuttgart, Leiter des 4. Physikalischen Instituts, Tel. (07 11) 68 56-5 11, giessen@physik.uni-stuttgart.de

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