forschungsprogramm optische technologien - Baden-Württemberg ...
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Wesentliche Schlüsselelemente dieser adaptiven Linsen sind<br />
die äußere Membran und der Ferrofluid-Aktor.<br />
Als erfolgversprechendes und in Forschungslaboratorien vielfach<br />
untersuchtes Membranmaterial wird unter anderem<br />
PDMS (Polydimethylsiloxan) verwendet. PDMS ist optisch transparent,<br />
mechanisch extrem flexibel und gewährleistet den<br />
sicheren Einschluss von Flüssigkeiten. Verarbeitungsprozesse<br />
analog zur Dünnschichttechnik ermöglichen hohe Stückzahlen<br />
bei geringen Einzelkosten.<br />
Entsprechend dem Innendruck der Linsenflüssigkeit formt sich<br />
die Membran mehr oder weniger stark aus, wodurch unterschiedliche<br />
Brennweiten realisierbar sind. Diese Innendruckänderung<br />
erfolgt über den in Abb. 2 gezeigten hydraulischen<br />
Aktor.<br />
Membran<br />
Spulenwicklungen<br />
U-Kern Spalt<br />
Mumetallblech<br />
Magnetfeld<br />
Ferrofluid<br />
PMMA-Gehäuse<br />
Druckanschluss<br />
Doppelmembran<br />
Zur Vermeidung einer Kontamination der brennweitenbestimmenden<br />
Flüssigkeit der Linse mit den Nanopartikeln der<br />
magnetischen Flüssigkeit trennt eine zweite PDMS-Membran<br />
die beiden Flüssigkeiten voneinander. Mit der skizzierten<br />
Anordnung konnte bereits ein Druck von 900 Pa erreicht werden,<br />
wodurch ausreichende Form- und Brennweitenänderungen<br />
der Flüssiglinse möglich sind.<br />
Weitere Arbeiten konzentrieren sich auf die Optimierung des<br />
Aktors in Verbindung mit speziell ausgewählten magnetischen<br />
Flüssigkeiten.<br />
Es ist ein wesentliches Projektziel, industriell einsetzbare adaptive<br />
Linse bereitstellen zu können. Daher widmen sich wesentliche<br />
Arbeitspakete der <strong>optische</strong>n Charakterisierung der adaptiven<br />
Linse hinsichtlich Brennweitenvariation und der erreichbaren<br />
<strong>optische</strong>n Güte. Langzeitversuche mit zyklischer Aktivierung<br />
der Linsen und Membranen sollen Auskunft über die<br />
Lebensdauer geben.<br />
Das vorgestellte Prinzip und die zugehörigen Technologien<br />
erlauben es, Linsen mit einem Durchmesser bis zu 25 mm zu<br />
fertigen womit das Feld der klassischen 1-Zoll-Optik abgedeckt<br />
wird. Kleinere Linsen mit einem Durchmesser von wenigen<br />
Millimetern haben in Endoskopen ein hohes Anwendungspotenzial<br />
für die medizinischen Diagnostik und minimalinvasive<br />
Chirurgie.<br />
Abb. 2: Hydraulischer<br />
Ferrofluid-Aktor<br />
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