Licht nach Maß – Das Fraunhofer IOF Jena auf der LASER 2005

Das Jenaer Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF präsentiert auf der diesjährigen LASER 2005 World of Photonics, die vom 13.-16. Juni in München stattfindet Ergebnisse seiner aktuellen Forschungs- und Entwicklungsarbeit zum Thema „Innovative Optiken zur Informationsvisualisierung“. Highlights sind z. B. ein Mini-Laserbeamer, ein LED-Scheinwerfer und ein Schwarzschildobjektiv für Anwendungen im extrem-ultravioletten Spektralbereich.

Die „LASER World of Photonics“ ist die weltweit führende Messe für Photonik. Sie findet vom 13.-16. Juni 2005 in München statt. Wissenschaftler des Jenaer Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF sind mit Ergebnissen ihrer aktuellen Forschungs- und Entwicklungsarbeit dabei.

Der Bedarf an präziser Optik, angepasst an unterschiedlichste Anwendungen für Beleuchtung, Projektion, Messtechnik oder Materialbearbeitung nimmt ständig zu. Dabei sollen die Optiksysteme immer kleiner, energiesparender und dennoch leistungsstärker werden. Die Entwicklung mikro- und nano-optischer Komponenten zur passgenauen Formung von Licht, die Entwicklung von Optiken für ultrakurze Wellenlängen und die Entwicklung angepasster Lichtquellen spielen dabei eine besondere Rolle. Auf der Laser 2005 präsentieren Wissenschaftler des IOF Prototypen und technologische Entwicklungen für innovative optische Systeme.

Miniaturisierter Laser-Beamer für Vollfarben-Bilddarstellung

Das IOF entwickelte den optomechanischen Aufbau für einen miniaturisierten Beamer. Zur Bilderzeugung werden im Gegensatz zu herkömmlichen Beamern zweiachsig aufgehängte Scannerspiegel mit einem Durchmesser von etwas mehr als einem Millimeter genutzt, welche am Fraunhofer IPMS entwickelt wurden. Damit hat das gesamte optische Projektionsmodul ein Volumen von wenigen Kubikzentimetern.

Als Strahlungsquellen für dieses neue Beamerprinzip dienen direkt modulierbare Laser. Neben roten Laserdioden können direkt modulierbare grüne Lasermodule (520 nm) verwendet werden, welche bei OSRAM-OS entwickelten wurden. Die Sichtbarkeit der erzeugten Bilder ist bei Verwendung von grünem Licht deutlich höher. Die Modulationseinheit für den grünen Laser entwickelte die Firma ELOVIS.

Durch die Verwendung von Lasern und Scannerspiegeln ist kein Frontobjektiv nötig und die Tiefenschärfe ist nahezu unbegrenzt. VGA-Auflösung (640×480 Bildpunkte) ist erreichbar. Das gewählte Konzept ermöglicht die Vollfarben-Bilddarstellung durch Kombination roter, grüner und blauer Laserstrahlung in naher Zukunft.

Die neuen miniaturisierten Laserbeamer lassen sich sehr gut in mobile Geräte zur Informationsvisualisierung integrieren, lichtstarke Beamer in Kombination mit Laptops, PDA’s, Digitalkameras werden möglich sein. Das neue Prinzip ermöglicht auch gegenüber herkömmlichen Beamern neue Einsatzgebiete wie beispielsweise die industrielle Messtechnik.

LED-Scheinwerfer mit variabler Abstrahlung

Moderne Hochleistungs-LEDs von OSRAM (OSTAR) mit refraktiv-reflektiver Kollimationsoptik aus PMMA bilden die Lichtquelle für einen Scheinwerfer mit einstellbarer Abstrahldivergenz. Der Einsatz mikrooptischer Elemente für die Divergenzsteuerung ermöglicht minimale Stellwege und eine geringe Baulänge der Optik, wie sie von der Automobil- und Elektronikindustrie gefordert werden.

OLED-Projektionssystem

Der erstmalige Einsatz eines OLED-Mikrodisplays (OLED – Organische LED) für Projektionsanwendungen ermöglicht eine sehr kompakte und robuste Musterprojektionseinheit, die zur hoch aufgelösten Oberflächenvermessung mittels Streifenprojektion eingesetzt wird. Weitere Anwendungsmöglichkeiten von OLED-Projektoren liegen in Near-to-eye-Projektion oder in der Medizintechnik. Miniaturisierte Projektionssysteme zeichnen sich insbesondere durch ihre Kompaktheit, Robustheit und geringe thermische Probleme aus.

EUV-Schwarzschildobjektiv

Schwarzschild-Objektive werden wegen ihrer großen Apertur, der Freiheit von chromatischen Aberrationen und ihrer hohen mechanischen Stabilität zunehmend zur Strahlformung im extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich und im weichen Röntgenbereich eingesetzt. Da EUV- und Röntgenstrahlung in Luft absorbiert wird und die Eindringtiefe nur wenige Hundert Nanometer beträgt, muss die Strahlführung im Vakuum mit Hilfe refraktiver Optiken erfolgen. Je nach Richtung des Strahlengangs können die Objektive zur Vergrößerung (z. B. Mikroskopie) oder Verkleinerung (z. B. EUV-Lithographie bei 13,5 nm) eingesetzt werden.

Kurzpuls-Faserlaser hoher Leistung für die Mikromaterialbearbeitung Ein kompakter und effizienter Faserverstärker liefert besonders hohe Leistungen bei Femtosekunden-Pulsen mit beugungsbegrenzter Strahlqualität. Die Durchschnittsleistung beträgt mehr als 10 W bei einer Pulsdauer von 150 fs und einer Repetitionsrate von 75 MHz. Derart hohe Leistungen erschließen gänzlich neue Anwendungen im Bereich der Materialbearbeitung und der optischen Messtechnik.

Systemintegration

Optoelektronische Baugruppen und optoelektronische Systemintegration auf keramischen Substraten stellen eine Kernkompetenz des Fraunhofer IOF dar. Die mechanischen Strukturierungsmöglichkeiten der Keramik werden genutzt, um im Herstellungsprozess der Substrate bereits Fassungen für die Optikkomponenten zu erzeugen und die Montage zu vereinfachen. Integration von Optik und Elektronik auf einem gemeinsamen Substrat bzw. auf einer stabilen und multifunktionalen keramische Systemplattform ist für die Kunden von besonderem Nutzen. Dies alles schafft eine hohe Funktionsdichte auf engem Raum.

Das Fraunhofer IOF finden Sie in Halle B2, Stand 360

Für weitere Fragen steht Ihnen Dr. Brigitte Weber gerne zur Verfügung. Telefon: 03641 – 807 440, Mobiltelefon: 0160/ 8865 908