Mögliche Einsatzbereiche für die am Standort der Universität Stuttgart hergestellten Linsen sind Miniaturkameras für Drohnen, biegsame Endoskope die ebenfalls in winzigste Körperöffnungen eingeführt werden können und auch Rundum-Kameras für Mobiltelefone.
Die Linsen die mit Hilfe von 3D-Druckverfahren hergestellt werden, können auch für das Projekt ExoMars: CaSSIS verwendet werden.
Physikalischen Institut der Universität Stuttgart eingesetzten 3D-Druck-Systemen herstellen. Dabei wird ein Tropfen aus flüssigem Fotolack der zuvor auf ein Substrat ? beispielsweise ein Glasplättchen ? aufgebracht wurde; mit einem Femtosekundenlaser zeilenweise ausgehärtet. Der eingesetzte Laser hat eine Pulsdauer von weniger als 100 Femtosekunden und wird mithilfe eines Mikroskops in den flüssigen Fotolack fokussiert. Zwei Photonen des roten Laserstrahls mit der Wellenlänge 785 nm werden im Brennpunkt gleichzeitig absorbiert und belichten ihn. Dadurch härtet der Fotolack.
Mehrlinsige Objektive
Der Laserstrahl fährt nun mit einem Scanner oder durch Verfahren des Substrates die gewünschte Form in allen drei Raumrichtungen ab. Dadurch sollen sich optische Freiformflächen mit einer Submikrometer-Genauigkeit herstellen lassen. Die erreichte Präzision soll es erlauben nicht nur kugelförmige Linsen herzustellen allerdings auch die idealeren Flächen wie Paraboloide oder Asphären höherer Ordnung. Auch mehrlinsige Objektive für Abbildungen in höchster Qualität sollen mit diesem System möglich sein.
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Druckt man solche Mikrolinsen direkt auf eine Glasfaser so lassen sich damit kleinste flexible Endoskope herstellen. Werden die optischen Systeme direkt auf CMOS-Chips gedruckt, lassen sich extrem kompakte Sensor herstellen, mit welchen Kameras für Mini-Drohnen realisiert werden können die kaum größer als eine Biene wären. Auch bei Sensoren für selbstfahrende Autos, autonomen Robotern oder für Maschinen der Industrie 4․0 und Rundum-Kameras für Smartphone scheinen vorstellbar. Bei den in Stuttgart eingesetzten 3D Drucker mit integriertem Femtosekunden-Laser handelt es sich um Geräte des Startup-Unternehmen Nanoscribe, einer Ausgründung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).
Drucken statt schleifen
Optische Elemente werden üblicherweise durch Schleifen in Form gebracht. Seit einigen Jahren werden Linsen – ebenso wie sie beispielsweise in Autoscheinwerfern zum Einsatz kommen auch blankgepresst. Bei Asphären ist zudem auch der Einsatz von Kunststoffen möglich, obwohl dabei bei hybriden Versionen der Kunststoff auf einem Glasträger aufgebracht wird.
Der 3D-Druck von optischen Elementen ermöglicht auch Baugrößen die mittels schleifen, polieren, läppen oder vergleichbaren abtragenden Prozessen nicht erreichbar sind.
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