Hybride asphärische Flüssig-abstimmbare optische Systeme
Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
Polymermaterialien
Zusammenfassung der Projektergebnisse
HALO wurde mit dem Ziel konzipiert, einen neuen Ansatz für die Herstellung und das Design hybrider abstimmbarer optischer Komponenten zu entwickeln, die das Aberrationsmanagement in optischen Systemen erleichtern, ohne dass komplexe Konfigurationen mit mehreren Elementen erforderlich sind. Im Mittelpunkt des HALO-Projekts stand die Entwicklung einer neuartigen flüssigkeitsabstimmbaren Linse, die sowohl achromatische als auch asphärische Eigenschaften aufweist. Diese Linse wird von einem integrierten Aktuator angetrieben, der ihre Anpassungsfähigkeit in einem innovativen bildgebenden System demonstriert. Durch die Synergie dieser bahnbrechenden Komponente mit modernsten Bildverarbeitungsmethoden sollte eine vielseitige Abbildungstechnologie entstehen, die ein Gleichgewicht zwischen einfacher Hardware und hoher optischer Leistung schafft. Die wichtigsten technischen Errungenschaften des Projekts lassen sich zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Berichts wie folgt zusammenfassen: Entwicklung eines neuen flüssigkeitsjustierbaren asphärischen Linsenkonzepts mit integriertem elektromagnetischem Antrieb; ein neues hybrides, flüssigkeitsabstimmbares asphärisches Linsenkonzept mit einem diffraktiven optischen Element zur Korrektur der chromatischen Aberration über den gesamten sichtbaren Bereich; ein neuartiges Linsenherstellungsverfahren auf der Basis von Polymerformgebung; ein Prototyp eines dreilinsigen Kameraobjektivs mit einer hybriden, flüssigkeitsabstimmbaren asphärischen Linse. Wir haben elektromagnetische Aktuatoren als den am besten geeigneten Ansatz für das Projekt identifiziert. Neben ihrer hohen Kraftdichte lassen sich EM-Aktoren einfacher herstellen und steuern. Um den Stromverbrauch zu senken, haben wir einen neuartigen Mechanismus entwickelt, mit dem die Linse in ihrem optimalen Betriebspunkt vorgespannt werden kann. Außerdem haben wir diese Linse mit einer integrierten DOE verbessert, um die chromatische Aberration innerhalb des gewünschten Betriebsbereichs deutlich zu verringern. Der zeit- und ressourcenaufwändigste Aspekt des Projekts war die Entwicklung des Herstellungsprozesses, da wir erst nach vielen Iterationen zu einer stabilen Lösung gelangten. Ein vorläufiges Kameradesign wurde ebenfalls innerhalb des Projektzeitrahmens entwickelt. Gemessen an den ursprünglichen Zielen kann das Projekt als Teilerfolg betrachtet werden. Wir haben in allen wichtigen Forschungsrichtungen erhebliche Fortschritte erzielt und die Durchführbarkeit der im ursprünglichen Projektvorschlag konzipierten optischen Konzepte nachgewiesen. Die angestrebte Leistung der entwickelten Geräte wurde jedoch noch nicht erreicht. Es gab zwei wesentliche Herausforderungen für den Fortschritt des Projekts. Der erste wichtige Faktor waren Personalprobleme, die zu erheblichen Verzögerungen führten. Der zweite Faktor war technischer Natur und betraf die Zuverlässigkeit und Ausbeute der Linsenherstellung. Aufgrund dieser Herausforderungen hat das Projekt noch keine Zeitschriftenpublikationen hervorgebracht. Zwei Zeitschriftenpublikationen sind jedoch in Vorbereitung.
