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MEMS-Spiegelarray 64.000 Mikrospiegel korrigieren optische Bildfehler

Quelle: Pressemitteilung 1 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut fuer Photonische Mikrosysteme
SPEA GmbH Systeme f. professionelle Elektronik und Automation
MES Electronic Connect GmbH & Co. KG
Syslogic GmbH

Ein mikromechanisches Spiegelarray soll optische Wellenfronten schnell und präzise anpassen. Der MEMS-Chip enthält rund 64.000 einzeln ansteuerbare Mikrospiegel. Eingesetzt werden soll das System als kompakte adaptive Optik in Mikroskopie, Messtechnik und photonischen Systemen.

Dr. Maxim Darvin und Felix Bennewitz erforschen am Fraunhofer IPMS in Cottbus neuartige Mikrospiegel für eine schärfere Auflösung von Mikroskopen.(Bild: Sascha Thor, BTU)
Dr. Maxim Darvin und Felix Bennewitz erforschen am Fraunhofer IPMS in Cottbus neuartige Mikrospiegel für eine schärfere Auflösung von Mikroskopen.
(Bild: Sascha Thor, BTU)

Eine optische Verzerrung in einem optischen System lässt sich mit einer adaptiven Optik ausgleichen. Die eigentliche optische Verzerrung entsteht beispielsweise durch optische Bauteile, atmosphärische Turbulenzen oder die Lichtstreuung in Materialien oder auch in biologischen Gewebe. Damit der Ausgleich gelingen kann, wird die Form der Lichtwellenfront gezielt verändert.

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS kombiniert in einem mikromechanischen Spiegelarray mit hoher Packungsdichte, um die optischen Verzerrungen zu korrigieren. Die einzelnen Spiegel sind nach Angaben des Instituts jeweils 16 µm groß und lassen sich in 256 Positionen einstellen. Das Array soll seine Anpassung bis zu 1.000-mal pro Sekunde aktualisieren können.

Einsatz in der Mikroskopie

Die Mikrospiegeltechnologie des Fraunhofer IPMS ermöglicht schärfere Mikroskopbilder von biologischem Gewebe. Die Mikrospiegel lassen sich so einstellen, dass sie Licht mit hohem Kontrast durch streuende Materialien fokussieren. Dadurch können Strukturen in tieferen Gewebeschichten mit höherer Auflösung analysiert werden.(Bild: Fraunhofer IPMS)
Die Mikrospiegeltechnologie des Fraunhofer IPMS ermöglicht schärfere Mikroskopbilder von biologischem Gewebe. Die Mikrospiegel lassen sich so einstellen, dass sie Licht mit hohem Kontrast durch streuende Materialien fokussieren. Dadurch können Strukturen in tieferen Gewebeschichten mit höherer Auflösung analysiert werden.
(Bild: Fraunhofer IPMS)

Erprobt wurde die technische Entwicklung unter anderem in einem Mikroskopiesystem. Dort soll sie optische Verzerrungen kompensieren, die beim Durchgang des Lichts durch stark streuende Proben entstehen. Nach Angaben des Fraunhofer IPMS ließen sich dadurch schärfere und kontrastreichere Aufnahmen von biologischen Proben erzeugen. Außerdem fokussierte das System Laserlicht durch stark streuende Materialien.

„Bisher mussten Mikroskope die Bildfehler zunächst messen und anschließend korrigieren. Unser neues Spiegelarray übernimmt beides gleichzeitig. Damit lässt sich Zeit sparen und es vereinfacht den gesamten Aufbau“, sagt Dr. Maxim Darvin, Projektleiter am Fraunhofer IPMS.

Derzeit benötigt der verwendete Algorithmus laut Institut noch einige Minuten, um die Verzerrungen vollständig zu bestimmen und zu korrigieren. Die weitere Entwicklung zielt auf eine nahezu echtzeitfähige Anpassung. Nach Angaben des Fraunhofer IPMS kann das Spiegelarray für Wellenlängen vom tiefen Ultraviolett bis zum nahen Infrarot eingesetzt werden und arbeitet unabhängig von der Polarisation des Lichts. (heh)

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