Photonische Mikrosysteme und Mini-MEMS-Scanner

FORSCHUNG & ENTWICKLUNG SENSORIK

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS entwickelt anwendungsspezifische Sensoren, Aktoren und optische Komponenten. Dazu gehören mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS) und mikro-opto-elektro-mechanische Systeme (MOEMS).



Photonische Mikrosysteme für optische Lichtsteuerung

Die photonischen Systeme des Fraunhofer IPMS können mittels kleiner auslenkbarer Spiegel Licht modulieren und so Bilder und Strukturen erzeugen. Das Forschungsinstitut entwickelt dafür Flächenlichtmodulatoren mit bis zu mehreren Millionen Spiegeln auf einem Halbleiterchip.

Hauptanwendungsgebiete für Spiegelmatrizen liegen in den Bereichen Mikrolithographie im tiefen Ultraviolett-Bereich, Herstellung von Leiterplatten, Halbleiterinspektion und -messtechnik sowie in der adaptiven Optik, der Astronomie, der Holografie und der Mikroskopie.


Miniaturisierte MEMS-Scanner

Hochminiaturisierte MEMS-Scanner weisen große Scanwinkel und hohe Scanfrequenzen auf und zeigen gute Langzeitstabilität. Anwendungen finden sich in der scannenden Bildgebung, Laserscanning-Mikroskopie, Endoskopie, LiDAR-Sensorik für das autonome Fahren oder bei Head-up-Displays, Head-mounted Displays sowie AMR-Displays.

Eine der Entwicklungen des Instituts sind hybride 2D-Vektorscannermodule mit elektromagnetischem Antrieb. Sie erlauben die 2-dimensionale quasi-statische Auslenkung bei größeren Spiegelaperturen sowie eine hohe vektorielle Positioniergeschwindigkeit. Aufbauend auf der Scannertechnologie ist ein Spektrometer entstanden, welches in Echtzeit zuverlässig feste, flüssige und gasförmige Stoffe detektiert. Das aktuelle System adressiert den Spektralbereich von 950nm bis 1900nm mit einer spektralen Auflösung von 10nm. Aktuell erreicht das System ein Bauvolumen von ca. 2cm³. Eine weitere Miniaturisierung ist nach Institutsangaben noch möglich.

Mikroscanner des Fraunhofer IPMS arbeiten auch in einem Laser-Scanning-Mikroskop zur Tumorabgrenzung.

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