Smart Micro-Optics

Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme

Elektro-optische Materialien
Elektro-optische Materialien.

Die Forschungsgruppe »Smart Micro-Optics« (SMO), unter Leitung von Dr. Florenta Costache, widmet sich dem Design und der Umsetzung neuartiger, »smarter« Komponenten als Alternative für herkömmliche und ausschließlich silizium- oder siliziumoxidbasierte Mikrobauelemente sowie der Erforschung und Entwicklung von elektrooptisch wirksamen Materialien und deren Einsatz in einstellbaren mikrooptischen Bauelementen.

Die Grundidee: Aktive Elemente aus intelligenten elektroaktiven organischen Materialen ermöglichen die dynamische Beeinflussung der charakteristischen Parameter des Bauelements. Erst durch den Einsatz dieser neuen Materialien in Kombination mit der am Fraunhofer IPMS verfügbaren Siliziumtechnologie gelingt der Aufbau und die Weiterentwicklung innovativer Bauelemente für spezifische Anwendungen. Dabei liegt der Fokus der gegenwärtigen Forschungsansätze für elektroaktive Materialien speziell auf Anwendungen in der integrierten Optik und Mikrooptik.

Aktuelle Forschungsthemen

Ein Schwerpunkt aktueller Forschungsaktivitäten sind optische Schalter, die auf dem Prinzip von elektro-optisch induzierten Wellenleitern in thermotropen Flüssigkristallen in der isotropischen Phase basieren. Der zugrunde liegende Kerr-Effekt in diesen Flüssigkristallen mach ein schnelles Schalten erst möglich. Desweiteren sorgt die hohe Transparenz der Flüssigkristalle über einen breiten Wellenlängenbereich dafür, dass diese Technologie für vielfältigste Anwendungen geeignet ist. Die Komponenten können z.B in der optischen Telekommunikation oder für faseroptische Sensortechnologien genutzt werden.

Einen weiteren Schwerpunkt bilden Mikrolinsen mit kontinuierlich einstellbarer Brennweite, die auf elektro-aktiven organischen Materialien basieren. Deren Funktionsprinzip beruht auf einer Flüssigkeitsverschiebung in geätzten Siliziumkammern. Das Antriebselement ist hier ein elektrostriktiver integrierter Polymeraktor mit besonders hoher Dehnung. Praktische Anwendung finden diese Mikrolinsen im Zoomobjektiv oder Autofokussystem einer Mobiltelefonkamera, in medizinischen oder industriellen Bildsystemen, in optischen Systemen zur Laserstrahlkontrolle oder für Lab-on-a-chip-Anwendungen zum Nachweis und zur Manipulation von Zellen.

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