Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme
Flächenlichtmodulatoren
Die am Fraunhofer IPMS entwickelten Flächenlichtmodulatoren bestehen aus Arrays von Mikrospiegeln auf Halbleiterchips, wobei die Anzahl der Spiegel je nach Anwendung von einigen hundert bis zu mehreren Millionen variiert. Dies erfordert in den meisten Fällen eine hochintegrierte anwendungsspezifische elektronische Schaltung (ASIC) als Basis für die Bauteilarchitektur, um eine individuelle analoge Auslenkung jedes Mikrospiegels zu ermöglichen. Darüber hinaus entwickelt das Fraunhofer IPMS die Elektronik und Software zur Steuerung des Spiegelarrays. Die einzelnen Spiegel können je nach Anwendung gekippt oder vertikal ausgelenkt werden, so dass ein Oberflächenmuster entsteht, um zum Beispiel definierte Strukturen abzubilden. Hochauflösende Kippspiegelarrays mit bis zu 2,2 Millionen Einzelspiegeln werden von unseren Kunden als hochdynamische programmierbare Masken für die optische Mikrolithographie im ultravioletten Spektralbereich eingesetzt. Die Spiegelabmessungen sind 4 μm oder größer. Durch Kippen der Mikrospiegel wird die Strukturinformation mit hoher Bildrate auf einen hochauflösenden Fotoresist übertragen. Weitere Einsatzgebiete sind die Halbleiterinspektion und Messtechnik sowie perspektivisch Quantencomputing, Markierung und Materialbearbeitung.
Senkspiegel-Arrays können zum Beispiel zur Wellenfrontkontrolle in adaptiven optischen Systemen eingesetzt werden. Diese Systeme können Wellenfrontstörungen in weiten Spektralbereichen korrigieren und dadurch die Bildqualität verbessern. Im Vergleich zu alternativen flüssigkristallbasierten Technologien ermöglichen Mikrospiegel deutlich höhere Modulationsfrequenzen. Die Fähigkeiten der Bauteile finden besonderes Interesse in den Bereichen Holografie, Astronomie und Mikroskopie sowie in der räumlichen und zeitlichen Laserstrahl- und Laserpulsformung.
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