Flexible, Flache "Metalinsen"
04.07.2020Ultradünne, flache, biegsame Linsen: Schnell produzierte Metaoberflächen eröffnen der Optotechnik ungeahnte neue Einsatzgebiete.
Optische Linsen ohne sichtbare Wölbung sind im Prinzip nichts Neues und seit über 10 Jahren Gegenstand von Untersuchungen. Aus vielerlei Gründen konnten sie sich aber für anspruchsvolle Anwendungen etwa in Kameras und Smartphones bislang nicht durchsetzen.
So behindern gegenwärtig verschiedene Probleme die Massenproduktion der für diese Linsen erforderlichen Meta-Oberflächen. Zu deren Herstellung wurden modernste Geräte benötigt, und die verwendeten Prozesse waren zu langsam für eine industrielle Serienproduktion.
Forscher an der Technischen Hochschule Chalmers in Göteborg haben nun ein schnelles Herstellungsverfahren entwickelt. Sie überbeziehen dünne Glasscheiben mit einer flachen Kunststoffschicht und schneiden daraus die gewünschten lichtbrechenden Nanostrukturen mit einem Elektronenstrahl frei. Die Elektronenstrahllithografie ist eine etablierte Technik in der Mikroelektronik, um Strukturen im Nanometerbereich zu erzeugen. Das Auflösungsvermögen ist noch feiner als bei der Fotolithografie.
Serientaugliches Verfahren für makroskopische Linsen
„Mit unserem Verfahren erzeugen wir flache Linsen mit den gleichen Brechungseigenschaften wie herkömmliche Kameralinsen, aber nur einem Tausendstel der Materialstärke“, berichtet Studienautor Daniel Andrén. Die Kunststoffschicht lässt sich so dünn herstellen, dass in Kombination mit einem ultradünnen Glassubstrat die fertige Linse biegsam ist. Bereits die im Labor erzeugten Testlinsen mit Beschichtung aus PET (Polyethylenterephthalat) erwiesen sich als über Monate stabil, sogar bei Temperaturen bis zu 100°C.
Originalpublikation:
Andrén, D. et al., Large-Scale Metasurfaces Made by an Exposed Resist, ACS Photonics (2020),
doi.org/10.1021/acsphotonics.9b01809
Quelle:
Pressemitteilung Chalmers University of Technology