Forscher schauen sich Augenkonstruktionen und Oberflächenstrukturen ab
Natur als Vorbild für Mikrooptik

Entwickler von sehr kleinen optischen Geräten wie Handykameras nehmen sich zunehmend die Natur zum Vorbild. Von Tieren und Pflanzen könnten sich Forscher optische Funktionsweisen und viel versprechende Oberflächenstrukturen abschauen, sagt der Chef des Jenaer Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) Andreas Thünnermann. Er leitet die gestern in Jena eröffnete internationale Mikrooptik-Konferenz MOC.

HB JENA. „Die Evolution hat zwei unterschiedliche Augensysteme optimiert, das der Wirbeltiere und das Facettenauge der Insekten“, so Thünnermann. Die meisten optischen Geräte nähmen sich ersteres zum Vorbild, für manche Anwendungen tauge aber das Insektenauge als besseres Modell. So sei die schlechte Bildqualität von Handykameras vor allem Folge des Kompromisses zwischen der Dicke des Objektivs und der optischen Qualität. „Obwohl viel Geld in die Forschung fließt, gelingt es bislang nicht, die Linsen viel flacher als einen halben Zentimeter zu machen“, sagt Thünnermann. Forschern des IOF sei es nun gelungen, eine Facetten-Kamera mit Tausenden winziger Linsen zu entwickeln. Sie sei nur 0,3 Millimeter dick und passe damit etwa auf eine Chipkarte.

Um die Lichtstärke von Objektiven zu verbessern, wollen sich die Forscher an den Augen der nachtaktiven Motten orientieren. „Die Oberfläche des Mottenauges reflektiert kein Licht, da seine Nanostruktur kleiner ist, als die Wellenlänge des Lichts“, so Andreas Thünnermann. Entwickler versuchten nun, die Struktur nachzubauen, womit es gelänge, Linsen vollkommen zu entspiegeln. Das Kohlrabiblatt soll ihnen zudem helfen, die Linse so zu beschichten, dass sie nicht dreckig wird. Der so genannte Lotusblüteneffekt beruht auf einer Nanostruktur, die Wassertropfen abperlen lässt.

Ein australischer Stachelwurm hat die Wissenschaftler außerdem auf Ideen gebracht, wie sie Glasfasernetze leistungsstärker machen könnten. „Die Strukturen auf den Stacheln reflektieren das Licht in unterschiedlichen Farben, je nachdem wie es durch die Wellen einfällt“, so Thünnermann. Mit Hilfe der Strukturen wollen die Forscher die Bandbreite des durch Glasfasern geschickten Lichts erhöhen und Transmissionsverluste verringern.

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