Forschung & Entwicklung

Eine Falle für das Licht

Unerwünschte Spiegelungen erschweren den Gebrauch von optischen Instrumenten. In einem Forschungsprojekt wird untersucht, welche Rolle Nanodrähte als Antireflexionsschichten spielen könnten, um diese Störungen zu mindern.

Streulicht und Reflexionen sollen in optischen Systemen wie Kameras oder Mikroskopen möglichst vermieden werden, weil sie den Kontrast mindern und Spiegelungen im Bild verursachen. Dafür setzen die Hersteller neben Blenden eine schwarze Mattierung der Linsenränder und der Innenwand des Tubus ein. Bei sehr flachen Einfallswinkeln des Lichts führt dieses Verfahren allerdings nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen.

Metalldrähte mit einem Durchmesser von wenigen hundert Nanometern könnten das Problem lösen. Werden die Nanodrähte senkrecht auf den Tubusinnenseiten angebracht, so könnte diese Oberfläche unerwünschtes Licht weitgehend absorbieren und in doppelter Hinsicht zur Streulichtreduktion beitragen. „Zum einen trifft die Strahlung senkrecht auf die Drahtseitenflächen, was die Spiegelung stark reduziert, zum anderen kommt es zwischen den dicht stehenden Drähten zu Mehrfachreflexionen, was den Absorptionsgrad wesentlich erhöht. Mit diesen Materialien sollte es daher möglich sein, nahezu ideale Lichtfallen zu bauen,“ erläutert Professor Jochen Frey vom Kompetenzzentrum für Nanotechnik und Photonik an der Technischen Hochschule Mittelhessen. Im Projekt sollen zunächst die optischen Eigenschaften von Nanodrahtoberflächen untersucht werden. Anschließend wollen die Forscher das am besten geeignete Material und die geometrischen Parameter der Drähte ermitteln.

Sie arbeiten dabei mit dem Unternehmen NanoWired zusammen, das unter anderem Nanodrähte aus Gold und Kupfer mit unterschiedlichen Drahtdicken für die messtechnischen Untersuchungen zur Verfügung stellt. Weitere Partner sind Leica Microsystems als potenzieller Anwender der Nanodrahtlösung in Mikroskopen und Leica Camera. Für den Hersteller von Foto- und Fernoptik ist die Nanotechnologie besonders für die Nutzung in miniaturisierten optischen Systemen interessant, wie sie zum Beispiel in Smartphonekameras eingesetzt werden.

Das Projekt läuft ein Jahr und wird im Rahmen des Programms ‚Forschung für die Praxis‘ vom Land Hessen mit 40 000 Euro gefördert.

von mn

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