Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Entspiegelung verringert Falschlichter und Reflexionen

04.10.2016

Optische Linsen aus transparentem Kunststoff lassen sich günstig und in beliebigen Formen herstellen. Doch sie reflektieren Licht genauso stark wie Glas. Auf der Messe K in Düsseldorf stellen Fraunhofer-Forscher eine neuartige Entspiegelung vor, die Falschlichter und Reflexionen von Kunststofflinsen deutlich reduziert. Das macht nicht nur Kameras und Autoscheinwerfer leistungsfähiger, auch optische Technologien für Virtual Reality und Industrie 4.0 profitieren.

Optische Linsen haben die Aufgabe, Licht zu bündeln. In Kameras entstehen so scharfe Bilder, LED-Autoscheinwerfer strahlen hell und lassen sich flexibel steuern. Um den Weg der Lichtstrahlen optimal zu leiten, sind komplexe Linsensysteme notwendig. Sie bestehen aus mehreren Linsen in unterschiedlichen Formen. Bevorzugtes Material der Linsen ist mittlerweile transparenter Kunststoff. Das günstige Spritzgussverfahren lässt beliebige Formen zu. Ein Problem bleibt: Die Lichtreflexion an der Oberfläche der Linsen. Die Brechzahl – ein Maß dafür, wie stark Licht reflektiert wird – liegt für Kunststoff bei etwa 1,5. Zum Vergleich: Luft hat die Brechzahl 1, sodass eine Linse rund 8 Prozent des einfallenden Lichts reflektiert. »Gekrümmte Oberflächen verstärken diesen Effekt, wenn das Licht in schrägem Einfallswinkel auftrifft«, erklärt Dr. Ulrike Schulz aus der Abteilung »Optische Schichten« des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena.


Spritzgegossene optische Linse aus transparentem Kunststoff zur Demonstration der nanostrukturierten Entspiegelungsschicht.

© Fraunhofer IOF

Brechzahl deutlich reduziert

Auf der Messe K (Halle 7.0, Stand SC01), der weltweit bedeutendsten Messe der Kunststoff- und Kautschukindustrie, stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Thüringen vom 19. bis 26. Oktober 2016 in Düsseldorf eine neuartige Entspiegelungsschicht für gekrümmte Kunststofflinsen vor. Sie reduziert die Brechzahl an den Oberflächen der Kunststoffoptiken auf fast 1,1 und bietet damit einen nahezu perfekten Übergang zur Luft. Das Jenaer Fraunhofer-Institut hat in enger Kooperation mit Industriepartnern bereits Prototypen der Schicht auf verschiedenen Linsensystemen getestet. Das Ergebnis: Die Technologie reduziert sogenanntes Falschlicht deutlich. Falschlichter sind Reflexionen, die zum Beispiel in Linsensystemen von Kameras herumgeistern und das Bündeln der Lichtstrahlen stören. Außerdem konnten die Forscher in ihren Versuchen nachweisen: Linsen, die mit der IOF-Entspiegelung beschichtet sind, lassen deutlich mehr Licht durch als herkömmliche Linsen.

Neben Kameraoptiken und Autoscheinwerfern profitieren von der neuen Technologie auch Wachstumsfelder wie Virtual Reality oder gestengesteuerte Maschinen für die Industrie 4.0. »Die Bedeutung von optischen Systemen zur Erfassung von Informationen nimmt weiter zu. Dafür werden immer leistungsstärkere Linsensysteme benötigt«, prognostiziert Dr. Schulz.

Neues mehrlagiges Nanomaterial

Das Antireflexionssystem der Jenaer Wissenschaftler kombiniert mehrere neue na-
nostrukturierte Schichten mit bisher üblichen homogenen Oxidschichten – in Lagen übereinander gestapelt. Mit jeder Schicht verdünnen die Forscher den Kunststoff stärker mit Luft. Solange, bis die Brechzahl der Oberfläche fast der der Luft entspricht. Das gelingt ihnen, indem sie neue Nanomaterialien verwenden, die sie auf komplex geformte Linsen aufbringen können. Das Stapeln mehrerer Lagen ermöglicht es ihnen, die Entspiegelungsschicht im Vergleich zu bisherigen Lösungen doppelt so dick zu machen. Herkömmliche Entspiegelungsschichten lassen sich nur ungleichmäßig auf gekrümmten Linsen verteilen: Am Rand wird die Schicht dünner als in der gewölbten Mitte. »Physikalisch dünn heißt auch optisch dünn: Die dünne Schicht entspiegelt nur kurzwelliges Licht. Mehrere Lagen von nanostrukturierten Schichten decken einen breiteren Wellenlängenbereich ab. Gleichzeitig sinkt auch die Reflexion bei schräger Beleuchtung«, erklärt Dr. Schulz. Besonders Kunststoffoptiken sind gut für diesen Prozess geeignet. Die unterste Schicht der Entspiegelung lässt sich direkt durch Plasmaätzen in den Kunststoff einarbeiten. »Wir können so unterschiedlichste Kunststoffarten entspiegeln«, sagt Dr. Schulz.

Weitere Informationen:

https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2016/oktober/neue-entspi...

Dr. Kevin Füchsel | Fraunhofer Forschung Kompakt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht ZUKUNFT PERSONAL EUROPE: WORK:OLUTION - SUCCEED IN PERMANT BETA
16.07.2018 | GFOS mbH

nachricht Roboter zeichnet Skizzen von Messebesuchern
22.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Europaweit erste Patientin mit neuem Hybridgerät zur Strahlentherapie behandelt

19.07.2018 | Medizintechnik

Waldrand oder mittendrin: Das Erbgut von Mausmakis unterscheidet sich je nach Lebensraum

19.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Automatisiertes Befüllen von Regalen im Einzelhandel

19.07.2018 | Verkehr Logistik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics