Photonik: Leuchtende Technologie der Zukunft

Eines der führenden Forschungsinstitute auf dem Gebiet der Photonik ist das Dresdner Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS). Nach zwei Jahren coronabedingter Abwesenheit stellte es nun einige seiner neuesten Entwicklungen im Bereich der Flächenlichtmodulatoren auf der internationalen Laser- und Photonikmesse in Japan vor.

Im Blickpunkt der Photonik steht die Nutzung von Licht mit all seinen Möglichkeiten. Von Lichtsteuerung über Lasertechnologien bis hin zur Datenübertragung findet die Lichttechnologie Anwendung in vielen Gebieten wie der Medizin, Industrie, Astronomie, Mikroskopie oder Verkehrssicherheit.

Die Lichttechnologie stellt aufgrund der Vielzahl von neuesten optischen Anwendungen einen der größten Wachstumsmärkte dar. Dies wird auch durch Trends wie dem „Smart Manufacturing“ vorangetrieben, bei welchem neueste Entwicklungen in den Bereichen Laser, Sensorik und Imaging gefragt sind. Eine der führenden Messen auf diesem Gebiet ist die Photonix in Tokio, welche Anfang Dezember stattfand. Die Ausstellung konzentriert sich auf die Bereiche Laserbearbeitung, Optik und optische Messtechnik/Analytik.

Mikrospiegelarrays des Fraunhofer IPMS
Die vom Fraunhofer IPMS entwickelten Flächenlichtmodulatoren in Form von Mikrospiegelarrays beinhalten eine Vielzahl einzelner Mikrospiegel auf einem aktiven Halbleiterchip oder aber auf passiven Substraten – ohne integrierte On-Chip-Elektronik. Durch eine Auslenkung einzelner Spiegel aus der Ruhelage erfolgt eine ortsaufgelöste Modulation des Lichts, welche auf die Bauelemente-Oberfläche geführt wird.

Hauptanwendungsgebiete dieser Mikrospiegelarrays liegen in den Bereichen der Mikrolithographie im tiefen Ultraviolett-Bereich, der Herstellung von Leiterplatten (PCB), sowie Halbleiterinspektion und -messtechnik und in der Augenheilkunde, Astronomie, Holografie und Mikroskopie.

Die neueste Entwicklung des Fraunhofer IPMS ist ein Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS)-integriertes Mikrospiegelarray mit zwei Kippachsen pro Spiegel und zugehöriger Technologieplattform. Neben dem Einsatz in der Halbleiterindustrie ermöglicht die Innovation neuartige Methoden der Bildgebung in der Mikroskopie, vor allem für biomedizinische Anwendungen.

Realitätsnahe Holographie für ein sicheres Fahrerlebnis
Die Mikrospiegelarrays des Fraunhofer IPMS tragen auch zur Verkehrssicherheit bei. Derzeitige Head-up-Displays in Fahrzeugen können Elemente nur in einer festen Entfernung und in 2D darstellen, was dazu führt, dass der Fokus beim Fahren entweder auf dem projizierten Objekt oder der Straße liegt. Dies kann in unübersichtlichen Situationen gefährlich sein. Mit den innovativen Mikrospiegelarrays des Fraunhofer IPMS soll in Zukunft eine computergenerierte Holographie erfolgen, die ein Lichtfeld generiert, dass reale und virtuelle Welt verschmelzen lässt – bewegt und in Echtzeit. Dabei sind Millionen kleinster Spiegel, auf einem Halbleiterchip aufgebaut, welche das Licht so beugen, dass realitätsgetreue 3D-Bilder als räumliche Projektionen entstehen. Diese fügen sich ohne Spezialbrille und ohne Ermüdungserscheinungen perfekt in die reale Welt ein und gewährleisten damit ein sicheres Fahrerlebnis.