Forscher erhöhen Möglichkeiten der Glasverarbeitung
Fraunhofer-Institut erzeugt Mini-Linsen

Der Trend zur Miniaturisierung betrifft auch optische Bauteile. Doch bisher konnten Glaslinsen nicht in den benötigten winzigen Abmessung hergestellt werden. Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie aus Itzehoe haben nun ein Verfahren entwickelt, mit dem sich unterschiedlich hohe Mikrolinsen in großer Stückzahl zu kleinem Preis fertigen lassen.

HB DÜSSELDORF. Eine 0,1 Millimeter breite Linse kann mit bis zu 100 Mikrometern etwa so hoch werden wie ein menschliches Haar. Beim üblicherweise verwendeten Plasmaätzen hingegen erreicht sie nur ein Fünftel der Höhe. "Mit dem Glass Flow Process können wir die Herstellungskosten zudem auf ein Zehntel reduzieren", sagt Ingenieur Peter Merz.

Ein Siliziumwafer dient bei der neuen Produktionsmethode als Form. Ein schnelles Ätzverfahren erzeugt darin viele kleine Vertiefungen, die dem gewünschten Durchmesser der Linsen entsprechen. Unter Vakuum wird eine Platte aus Borosilikatglas dicht mit der entstandenen Form verbunden. Durch Erhitzen wird das Glas weich und sinkt in die Vertiefungen. Die Oberflächenform sowie die Höhe der Linsen wird beim Glas Flow Process durch das die Temperatur und ihre Schwankung im zeitlichen Verlauf bestimmt. Eine Nachbearbeitung entfällt, da durch das Verfahren extrem glatte Flächen entstehen.

Die entstandenen Linsen können etwa in der Telekommunikation eingesetzt werden, wo sie Lichtsignale ans Ziel leiten. Auch für Sicherheitssysteme wie Fingerabdrucksensoren sind sie gefragt – sei es auf Scheckkarten oder als Wegfahrsperre in Autos.

Als Material für die winzigen Bauteile verwendete man bisher meist Kunststoffe, zunehmend jedoch Borosilikatglas. Diese Glasart ist besonders kratzfest, formstabil und mechanisch belastbar. Üblicherweise wird das Glas mittels Plasmaätzen im Vakuum zur Linse geformt. Das Verfahren ist aber zeitaufwendig, teuer und bringt Einschränkungen bei der Linsenform mit sich.

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