Dynamische optische Wellenfront Synthesizer - Design, Herstellung und Systemintegration (Wavesynth)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Aufgrund des technologischen Fortschritts auf dem Gebiet der Mikrotechnologien und der Mikrooptik sind optische Elemente mit abstimmbaren optischen Funktionen in den vergangenen zwei Jahrzehnten sehr populär geworden. So wurden zum Beispiel abstimmbare Mikrolinsen auf der Grundlage einer Vielzahl unterschiedlicher Ansätze wie z.B. verformbare Flüssigkeitsmikrolinsen demonstriert. Trotz der Vielzahl unterschiedlicher technologischer Ansätze ist die Vielfalt optischer Systeme, die Elemente mit abstimmbarer optischer Funktionalität integrieren, immer noch begrenzt. Dies liegt vor allem an der Diskrepanz zwischen dem notwendigen Abstimmbereich für optimierte Systemdesigns und dem technologisch realisierbaren Bereich abstimmbarer Parameter. Im Projekt „Dynamischer optischer Wellenfrontsynthesizer - Design, Herstellung und Systemintegration (WaveSynth)“ konzentrierten wir uns auf die Erweiterung des verfügbaren Abstimmbereichs und der Parametervariation für abstimmbare optische Elemente. Dazu haben wir insbesondere das seit langem etablierte Konzept der Alvarez-Lohmann-Phasenplatten herangezogen, in dem durch laterale Verschiebung zweier optimierter Phasenplatten eine variable Wellenfront erzeugt wird. Während die Erweiterung und Optimierung von abstimmbaren Parametern ein Hauptziel des Projekts war, stand auch die Kombination mit dem systematischen Design optischer Systeme zur Verbesserung der Systemleistung im Fokus der durchgeführten Forschungsarbeiten. Hierbei erweisen sich insbesondere die bei Alvarez Lohmann Elementen realisierbaren vergleichsweise großen Durchmesser der Elemente als vorteilhaft. Dadurch eröffnen sich neue Designmöglichkeiten, die in dem Projekt WaveSynth z.B. für die Optimierung neuartiger Zoom Systeme auf der Basis verstimmbarer Elemente eingesetzt wurden. Die Demonstration und Systemintegration eines realisierten diffraktiven verstimmbaren Achromaten zur Farbfehlerkorrektur in Zoomsystemen stellt in diesem Zusammenhang eines der interessanten wissenschaftlichen Ergebnisse des Projektes dar. Desweiteren wurden neuartige technologischen Verfahren zur lithographischen Herstellung diffraktiver optischer Bauelemente in neuartigen optischen Materialien erforscht. Als Anwendungsplattformen dienten optische Systemaufbauten zur Lichtschicht-Fluoreszenzmikroskopie und optimierte Aufbauten zur Wellenfront-Detektion mit dem sog. Phaseretrieval Verfahren. Die wissenschaftlichen Ergebisse des Projektes WaveSynth zeigen das große Potential der Zusammenführung von Erfahrungen im optischen Systemdesign mit Kompetenzen in Mikrotechnologien und wellenoptischer Modellierung auf.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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“Quantized tuneable Helix Phase Plates” DGaO- Proceedings, ISSN: 1614-8436 – urn:nbn:de:0287-2017-A003-3
Grewe, Adrian & Sinzinger, Stefan
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Zoomoptiken mit verstimmbarer Optik und linearer Verschiebung der Einzelmodule” DGaO-Proceedings, ISSN 1614-8436, Bd. 119 (2018), B17, insges. 2 S.
Lenk, Leonhard; Mitschunas, Beate & Sinzinger, Stefan
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Zoom systems with tuneable lenses and linear lens movements. Journal of the European Optical Society-Rapid Publications, 15(1).
Lenk, Leonhard; Mitschunas, Beate & Sinzinger, Stefan
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“Mehrlagige diffraktive Alvarez- Lohmann Linsen für polychromatische Anwendungen”, DGaO Jahrestagung
Lenk, Leonhard; Grewe, Adrian & Sinzinger, Stefan
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“Multi-layer diffractive Alvarez- Lohmann lenses for polychromatic applications” DGaO-Proceedings, ISSN 1614- 8436, Bd. 120 (2019), A21, insges. 2 S.
Lenk, Leonhard; Grewe, Adrian & Sinzinger, Stefan
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“Spectrally tunable microsensor for gas analysis. Smart Systems Integration” 13th International Conference and Exhibition on Integration Issues of Miniaturized Systems, S. 340-343
Thronicke, Nicole; Möller, Christian; Mitrenga, Dennis; Karolewski, Dominik; Klein, Thomas; Neckermann, Kristin; Ortlepp, Hans-Georg; Grewe, Adrian; Sinzinger, Stefan & Ortlepp, Thomas
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”Zoomsysteme mit ausschließlich linearen Steuerkurven auf Basis von Alvarez-Lohmann Linsen”, DGaO Jharestagung
Grewe, Adrian; Lenk, Leonhard; Mitschunas, Beate & Sinzinger, Stefan
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Composite spiral multi-value zone plates. Applied Optics, 59(15), 4618.
Gharbi, Ghebjagh Shima & Sinzinger, Stefan
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”Design von Zoomobjektiven mit verstimmbaren Linsen am Beispiel eines Laser Zoomteleskopes” Jahrbuch Optik und Feinmechanik, ISSN 0075-272X, Bd. 66, S. 17-39.
Mitschunas, Beate & Lenk, Leonhard
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Rotationally tunable multi-focal diffractive moiré lenses. Applied Optics, 60(17), 5145.
Gharbi, Ghebjagh Shima; Behrens, Arne; Feßer, Patrick & Sinzinger, Stefan
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Tunable multi-focal Diffractive lens. OSA Imaging and Applied Optics Congress 2021 (3D, COSI, DH, ISA, pcAOP), 3Th2D.2. Optica Publishing Group.
Ghebjagh, Shima Gharbi; Behrens, Arne; Feßer, Patrick & Sinzinger, Stefan
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“Entwurf und Realisierung eines Phase Retrieval Aufbaus mit verstimmbarer Linse”, DGaO Jahrestagung
T. Meinecke, Thomas; Mitschunas, Beate; Copur, Nail Atakam & Sinzinger, Stefan
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Cochlear implant imaging in the mouse and guinea pig using light-sheet microscopy. Hearing Research, 426, 108639.
Santi, Peter A.; Johnson, Shane; Wüster, Julian; Griesbach, Matthew; Claussen, Alexander & Kirk, Jonathon
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Design method for zoom systems based on tunable lenses. Optical Engineering, 61(06).
Lenk, Leonhard; Mitschunas, Beate & Sinzinger, Stefan
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“Optik Design für Phase Retrieval mit verstimmbaren Linsen”, DGaO Jahrestagung
Meinecke, Thomas; Lenk, Leonhard & B. Mitschunas, Beate
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Diffractive Alvarez-Lohmann lenses for correcting aberrations of tunable membrane lenses. Optical Engineering, 62(03).
Lenk, Leonhard & Sinzinger, Stefan
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Advanced manufacturing techniques for amorphous silicon carbide (a-SiC:H): optimized deposition and etching processes for micro-optical element fabrication. Optical Materials Express, 15(1), 74.
Handte, Thomas; Bohm, Sebastian; Behrens, Arne; Feßer, Patrick; Wüster, Julian; Henkel, Marvin; Strehle, Steffen; Runge, Erich & Sinzinger, Stefan
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Diffraktive optische Ele mente mit anpassbarem Brechungsindex in amorphem Siliziumcarbid (SiC)”, DGaO Jahrestagung
Wüster, Julian; Handte, Thomas & Sinzinger, Stefan
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Phase Retrieval mit verstimmbarer Optik”, DGaO Jahrestagung
Meinecke, Thomas & Sinzinger, Stefan
