Forschung & Entwicklung

3-D-gedruckte Optik

Terahertzwellen gelten als vielversprechend für neue Technologien in der Medizin, Kommunikation und der Sicherheitstechnik. Grundlage dafür sind allerdings neue optische Komponenten, wie im 3-D-Druck hergestellte Beugungsgitter.

Die Beugungsgitter sind 5×5 cm2 groß, ihre Fläche besteht aus sich periodisch wiederholenden Strukturen. Um die Beugung der Strahlung analysieren zu können, ist eine präzise Fertigung der Gitter Voraussetzung. Am Institut für Elektrische Messtechnik und Grundlagen der Elektrotechnik (EMG) der TU Braunschweig unter Leitung von Professor Meinhard Schilling kommt ein Stereolithografie-Drucker zum Einsatz. Nach dem Druck werden die Beugungsgitter mit einer dünnen Goldschicht versehen: Das erhöht den Reflexionsgrad der Strukturen. Bei der Stereolithografie werden flüssige lichtempfindliche Harze mit einem Laser verfestigt. Dies kann mit extrem hoher Genauigkeit im Mikrometerbereich erfolgen. Auf diese Weise lassen sich sehr präzise Objekte aus Kunststoffen – schnell und reproduzierbar – fertigen.

Zur Verbesserung der Qualität wird die Oberfläche der 3-D-gedruckten Beugungsgitter genau analysiert: Wissenschaftler am EMG untersuchen ihre Rauigkeit und messen die gebeugte Strahlung. Hierfür steht ein am Institut entwickeltes Terahertzrastermikroskop zur Verfügung, das die Strahlenverteilung dreidimensional erfasst und messbar macht. Ihre Messungen haben gezeigt, dass die Gitter eine gezielte Manipulation der hochfrequenten Strahlung ermöglichen. Optische Komponenten für Terahertzwellen können demnach schnell und zuverlässig gefertigt und in neuen Anwendungsfällen erforscht werden.

von mn

Originalveröffentlichung:

[B. Hampel et al., Josephson Cantilevers for THz Microscopy of Additive Manufactured Diffractive Optical Components, IEEE Trans. Appl. Supercond. 29 (2019), DOI: ]

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