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Kurzfassung

Die Erfindung beschreibt ein neues Herstellungsverfahren für GRIN Kunststoffoptiken, bei dem extrudierte Folien mit definiertem Brechzahlgradienten aufgerollt und gesintert werden. Dadurch wird es ermöglicht die Linsenfertigung mit beliebiger Apertur und einstellbarer Brechzahlvariation vorzunehmen.

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Hintergrund

Klassische Linsen bestehen aus einem optischen Material mit einer bestimmten Brechzahl und weisen eine Krümmung auf. Diese beiden Eigenschaften bedingen etwa die Brennweite der Linse. Ein alternativer Aufbau besteht darin, die Brechzahl radial variieren zu lassen und eine gekrümmte Oberfläche zu verwenden. Wissenschaftler der Hochschule Rhein- Waal haben nun ein neuartiges  Herstellungsverfahren für eine sog. Gradientenlinse erschaffen. Bei diesen optischen Elementen wird die Brechkraft nicht über die Krümmung der Flächen, sondern über eine z.B. radiale Variation des Brechungsindex des Linsenmaterials erreicht. Die Linse kann dann die einfache geometrische Form eines Zylinders mit parallelen Flächen annehmen.

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Bilder & Videos

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Lösung

Bisher werden solche Linsen meist aus speziellen Gläsern mittels Ionenaustausch in Tauchbädern hergestellt, sodass sich durch die Diffusion vom Rand her ein Gradient im Material ausbildet. Diese Verfahren sind aufwendig und teuer.

Erfindungsgemäß sollen die Zylinderlinsen nun aus Kunststoff hergestellt werden, wobei der Zylinder aus einer Folie gewickelt wird, die einen Indexgradienten über ihre Länge besitzt, welcher sich nach dem Aufwickeln dann in einen radialen Verlauf übersetzt. Nach einem Temperschritt sollen sich kontinuierliche Materialeigenschaften ergeben. Der Gradient der Folie kann durch Koextrusion von zwei unterschiedlichen Polymeren mit einem zeitlich veränderlichen Mischer realisiert werden.

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Vorteile

• Kostengünstiges Herstellungsverfahren
• Dünnere/ flachere Linsen
• Geringe Abbildungsfehler

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Anwendungsbereiche

Für die Herstellung von GRIN Linsen sind folgende Punkte von signifikanter Bedeutung:

• Dünnere oder flachere Linse bei gleicher Brennweite
• Geringere Abbildungsfehler (Koma, chromatische Abberation)
• Einzigartiges kostengünstiges Herstellungsverfahren für GRIN mit großer Apertur
• Folienkoextrusion mit anschließendem Wickeln

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Service

Eine Patentanmeldung ist beim Deutschen Patent- und Markenamt erfolgt. Innerhalb des Prioritätsjahres wurde ebenfalls eine PCT- und eine US-Anmeldung getätigt. Wir bieten interessierten Unternehmen die Möglichkeit der Lizenzierung, sowie die Weiterentwicklung der Technologie in Zusammenarbeit mit den Erfindern an der Hochschule Rhein- Waal an.