3D-Druck: Objektive in Haaresbreite

Mit einem ungewöhnlichen 3D-Drucker haben Forscher der Universität Stuttgart ein Kameraobjektiv gebaut, das kaum dicker ist als ein menschliches Haar. Das macht die Technik für die Medizin, aber auch für Spione interessant.

Artikel veröffentlicht am 29. Juni 2016, 7:49 Uhr, Andreas Donath

3D-gedrucktes Objektiv auf einer optischen Faser neben einer Fliege. (Bild: Uni Stuttgart)

Mit einem Laser und Fotolack erstellen Wissenschaftler der Universität Stuttgart optische Freiformflächen, die die Grundlage für winzige Objektive im Millimeterbereich bilden. Die optischen Linsen sind kaum größer als ein Haar.

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Linsen direkt auf dem CMOS Sensor. (Bild: Timo Gissibl/ Uni Stuttgart)

Die Forscher verwenden einen Femtosekundenlaser, der eine Pulsdauer von weniger als 100 Femtosekunden besitzt und mit einem Mikroskop in flüssigen Fotolack schießt. Dieser wurde vorher auf eine kleine Glasplatte oder Glasfaser aufgetragen. An den belichteten Stellen härtet der Fotolack. Der Laser baut so die Linse auf, wobei die Forscher sogar mehrlinsige Objektive erstellen können.

Doktorand Timo Gissibl hat entsprechende Mikroobjektive auch auf Glasfasern gedruckt, die als Grundlage für extrem feine Endoskope genutzt werden könnten. Das macht natürlich nur Sinn, wenn auch die Beleuchtung miniaturisiert wird. Deshalb wurde auch die Optik einer LED mit dem Verfahren erstellt. So lassen sich die Bereiche ausleuchten, in denen die Kamera arbeiten soll. Das Objektiv misst im Durchmesser 100 Mikrometer. Die Naheinstellgrenze liegt bei 3 mm.

Die Optiken können auch auf CMOS-Chips gedruckt werden, wodurch extrem kleine Kameras entstehen, die beispielsweise in Miniaturdrohnen in Insektengröße eingebaut werden könnten. Das dürfte vor allem für Militärs für Aufklärungszwecke interessant sein.