Forscher entwickeln optische Sensorfolien

Das belgische Forschungszentrum IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre) meldet, dass Forscher erstmals funktionierende optische Bauelemente und Verbindungen in ein flexibles Substrat integriert haben.

Der an der Universität Gent erzielte Forschungserfolg ebnet den Weg für hautartige Folien, die Druckveränderungen registrieren. Solche optischen Sensorfolien könnten beispielsweise im Ingenieurswesen genutzt werden, um die strukturelle Integrität von Bauwerken oder Maschinen zu überwachen. Doch auch andere Anwendungen insbesondere in der Medizin sind denkbar.

Die belgischen Forscher haben gängige Photodetektoren und Laserdioden aus Galliumarsenid auf eine Dicke von 30 Mikrometern reduziert und in eine flexible Folie aus transparentem Material integriert. Dabei wurden die Bauelemente mit ebenfalls integrierten Lichtwellenleitsystemen verbunden. Die Gesamtstruktur zeige gute Flexibilität, so das IMEC. Mit dieser Technologie werde nun an zwei Arten von Sensor-Folien gearbeitet. Die erste davon nutzt zwei Schichten aus Lichtwellenleitern und detektiert Druck dadurch, dass Lichtsignale nur an Druckstellen zwischen den Schichten ausgetauscht werden. Dies sei laut IMEC ideal für Drucksensoren mit hoher Dichte auf kleinen Flächen geeignet.

Auf Basis des aktuellen Erfolges sollen im Rahmen des EU-Projekts PHOSFOS (Photonic Skins for Optical Sensing) auch Folien mit optischen Fasersensoren entwickelt werden. Ziel ist eine flexible, dehnbare, hautartige Folie, die für Berührung, Druck und Verformung empfindlich ist. Damit könnte die Integrität und das Verhalten von Gebäuden, Dämmen, Brücken, Straßen oder Tunneln überwacht werden.

Auch eine Anwendung bei Flugzeugflügeln, Rotorblättern bei Hubschraubern oder Windrädern sei möglich. Das werde eine Frühwarnung bei Problemen erlauben. Hautartige Membranen könnten aber auch in der Medizin zum Einsatz kommen, beispielsweise zur Langzeitüberwachung von Atem- und Herztätigkeit oder um Druckpunkte bei bettlägrigen Patienten zu finden.