Streulicht in optischen Systemen vermeiden
Streulicht und Reflexionen sollen in optischen Systemen wie zum Beispiel Kameras oder Mikroskopen möglichst vermieden werden, weil sie den Kontrast mindern und Spiegelungen im Bild verursachen. Dafür setzen die Hersteller bisher neben Blenden eine schwarze Mattierung der Linsenränder und der Innenwand des Tubus, also der Röhre zwischen Objektiv und Okular ein. Bei sehr flachen Einfallswinkeln des Lichts führt dieses Verfahren allerdings nicht zu befriedigenden Ergebnissen.
In einem Forschungsprojekt untersucht die Technische Hochschule Mittelhessen unter Leitung von Prof. Dr. Jochen Frey vom THM-Kompetenzzentrum für Nanotechnik und Photonik, welche Rolle Nanodrähte als Antireflexionsschichten spielen könnten, um diese Störungen zu mindern.
Metalldrähte mit einem Durchmesser von wenigen hundert Nanometern – also deutlich weniger als einem millionstel Meter – könnten das Problem lösen. Werden die Nanodrähte senkrecht auf den Tubus-Innenseiten angebracht, so könnte diese Oberfläche unerwünschtes Licht weitgehend absorbieren und in doppelter Hinsicht zur Streulichtreduktion beitragen. „Zum einen trifft die Strahlung senkrecht auf die Drahtseitenflächen, was die Spiegelung stark reduziert, zum anderen kommt es zwischen den dicht stehenden Drähten zu Mehrfachreflexionen, was den Absorptionsgrad wesentlich erhöht. Mit diesen Materialien sollte es daher möglich sein, nahezu ideale Lichtfallen zu bauen,“ erläutert Frey. Im Projekt sollen zunächst die optischen Eigenschaften von Nanodrahtoberflächen untersucht werden. Anschließend wollen die Forscher das am besten geeignete Material und die geometrischen Parameter der Drähte ermitteln.
Sie arbeiten dabei mit dem südhessischen Unternehmen NanoWired zusammen, das unter anderem Nanodrähte aus Gold und Kupfer mit unterschiedlichen Drahtdicken für die messtechnischen Untersuchungen zur Verfügung stellt. Weitere Partner sind Leica Microsystems als potentieller Anwender der Nanodrahtlösung in Mikroskopen und Leica Kameras. Für den Hersteller von Foto- und Fernoptik ist die Nanotechnologie besonders für die Nutzung in miniaturisierten optischen Systemen interessant, wie sie auch in Smartphonekameras eingesetzt werden.
Bild links:
Wulf Moritz, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Arbeitsgruppe Bildverarbeitung, Photonik und Mikroelektronik, untersucht die optischen Eigenschaften von Nanostrukturen mit Hilfe von Laserlicht.
