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Mikrooptiken - Mikrostrukturierte Kunststoffbauteile für optische Anwendungen

Die Entwicklungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass mikrooptische Komponenten großes Potenzial für den Einsatz in Anwendungsgebieten wie z. B. Messtechnik, Automotive, Quantensensorik, medizinische Diagnostik und Beleuchtungstechnik haben.

Die Anwendung wurde vor allem durch die kostengünstige Produktion dieser Komponenten aus Kunststoff möglich gemacht. Insbesondere der Einsatz bei mobilen Endgeräten hat einen großen Beitrag geleistet. Bei der Herstellung von mikrooptischen Komponenten aus Kunststoff ist die optische Oberflächengüte ein entscheidender Faktor der Bauteilqualität. Um diese Qualität zu erreichen, müssen ultrapräzise Herstellungsmethoden eingesetzt werden. Hahn-Schickard hat sich in den letzten Jahren auf dem Gebiet der Kunststofftechnik und den Mikroproduktionsmethoden stark weiterentwickelt. Mithilfe dieser Technologien wurden eine Vielzahl an F&E Projekten bearbeitet.

In den Projekten AiF-IGF Redolis 3D (gekapselte, diffraktive Kunststofflinsen) und innBW-Intelligente Diagnostik (automatisierte Detektion von Hautkrebs) wurden optischen Bauteile aus Kunststoff entwickelt. Es konnten die Galvano-Replikation von Strukturen im unteren Mikrometerbereich, die beidseitige Strukturierung von optischen Komponenten und die erfolgreiche Verkapselung dieser Strukturen gezeigt werden. Diese Technologie basiert auf einer Masterherstellung mittels verschiedenener Strukturierungsverfahren, welcher anschließend in einem Galvanikschritt in eine Metallschicht übertragen wird. Diese funktioniert wiederum als Werkzeugeinsatz für das Spritzgießen oder -prägen. Das bekannte Verfahren konnte in Zusammenarbeit mit unseren Partnern mit hochauflösenden Strukturierungsverfahren kombiniert und in neue Prozessketten integriert werden.

Durch die Kombination mit der Zwei-Photonen-Lithographie konnte im Projekt Intelligente Diagnostik gezeigt werden, dass auch Strukturgrößen im unteren Mikrometerbereich bis hin zu 100 nm replizierbar sind. Damit konnten zweiseitig strukturierte Wabenkondensoren, Beugungsgitter und Fresnel-Linsen für die Multi- bzw. Hyperspektrale Detektion von malignen Melanomen entwickelt werden.

In dem Projekt Redolis-3D konnte die erfolgreiche Verkapselung von Mikrostrukturen innerhalb von sich selbstjustierenden Linsenhälften gezeigt werden. Dadurch kann der Einsatz von empfindlichen mikrostrukturierten optischen Bauteilen auch in raue Umgebungen erschlossen werden.


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  • Ultrapräzisionsbearbeitung
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