Erzeugen von Brechzahlgradienten in anorganischen Gläsern

Herkömmliche optische Linsen bestehen meist aus homogenen optischen Medien mit konstanter Brechzahl. Ihre Funktionseigenschaften werden durch kompliziert geformte, so genannte sphärische bzw. asphärische Oberflächen erzeugt.

Mit Einsatz von Gradienten-Index-Linsen (GRIN-Linsen) kann die aufwendige Formgebung entfallen, da bei ihnen die Linsenwirkung durch einen sich kontinuierlich ändernden Brechzahlgradienten im Material hervorgerufen wird und somit lediglich plane Oberflächen erforderlich sind. In der Optik werden solche Bauelemente zum Beispiel zur Verbesserung der Abbildungsleistung, zur besseren Korrektur der Aberration (Abbildungsfehler), sowie zum Kollimieren bzw. Fokussieren von Laserstrahlen genutzt.

Die Fachhochschule Jena und das Unternehmen Feinoptik Meyer Berlin stellen in der kommenden Woche auf der Hannover Messe gemeinsam eine neue kostengünstige Methode vor, welche die Erzeugung von kontinuierlichen Brechzahlgradienten mit linearer und rotationssymmetrischer Verteilung in anorganischen Gläsern über das gesamte Volumen erlaubt.

Das von Prof. Dr. Jens Bliedtner (Fachbereich SciTec der FH Jena) und seiner Arbeitsgruppe vorgestellte Verfahren soll eine Alternative zur derzeit sehr komplizierten und teuren Herstellung von GRIN-Optiken bieten. In einer speziell dafür neu entwickelten Apparatur wurden ausgewählte homogene Gläser bei unterschiedlichen Bedingungen prozessiert. Durch die gesteuerte Einwirkung von Zentrifugalkräften können Ionen in Abhängigkeit von Viskosität, Molmasse und Bindungsstärke im Netzwerk gezielt im Glas umgelagert werden.

Im Ergebnis des Forschungsprojektes konnten erstmalig kontinuierliche Brechzahlgradienten mit linearem oder rotationssymmetrischem Verlauf über das gesamte Glasvolumen mit dieser neuen Methode erzeugt und bestimmt werden. Im Gegensatz dazu ist die Dimension der erreichbaren Gradientenverläufe bei herkömmlichen Verfahren begrenzt.

Das Exponat der Fachhochschule Jena, „Erzeugen von Brechzahlgradienten in anorganischen Gläsern“, kann am Gemeinschaftsstand „Forschung für die Zukunft“, Halle 2 Stand C 37, besucht werden. Das Forschungsprojekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) Förderkennzeichen: KF 0445701FK6 gefördert.

Kontakt:
Prof. Dr. Jens Bliedtner
jens.bliedtner@fh-jena.de