Wissenschaftler des ITO haben ein Konzept für den Einsatz von Mikrolinsenarrays in der optischen Meßtechnik erarbeitet und eine Anwendung im Bereich der industriellen Oberflächeninspektion realisiert. In der ausgezeichneten Publikation der Arbeit geht es um einen Beitrag zur Entwicklung und Herstellung von miniaturisierten optischen Elementen mit neuen Eigenschaften: den Mikrolinsenarrays. Die neu entwickelten Optiken bestehen beispielsweise aus einer flächenhaften Anordnung von 80 x 80 Mikrolinsen; jede Einzellinse hat einen Durchmesser von 0,2 Millimetern.
Die Innovation bei diesen Mikrolinsenarrays besteht darin, daß die Brennweiten der Einzellinsen der Meßaufgabe beziehungsweise der Objektform angepaßt sind, zum Beispiel einer Zylinderfläche mit dem Radius von 20 Millimetern. Werden solche Mikrolinsenarrays in ein Mikroskop eingebaut, so können durch schnelle Verschiebung des Objektes senkrecht zur optischen Achse des Mikroskops und eine entsprechende Bildverarbeitung verschiedene Höhenprofile des Objektes mit Genauigkeiten im Bereich von einigen Millionstel Millimetern aufgenommen werden. Dadurch wird beispielsweise die Prüfung von gekrümmten technischen Flächen mit größerer Genauigkeit ermöglicht. Diese neuen Mikrooptiken beruhen im Gegensatz zu den herkömmlichen refraktiven Linsen auf dem Prinzip der Beugung des Lichts an sehr kleinen Strukturen, die radial auf einer ebenen Fläche angeordnet sind. Diese Strukturen wurden mit einem Laserspot in eine fotoempfindliche Polymerschicht auf einen Quarzträger geschrieben und aus Stabilitätsgründen in Quarz eingeätzt. Eine bewährte Replikationstechnologie ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung solcher Mikrooptiken.
Von großer Bedeutung für die Zukunft ist der Einsatz der Mikrolinsenarrays als abbildende Optik zwischen Laserdioden und Lichtleitfasern. Hier hat man das Problem, eine stark asymmetrische Lichtverteilung der Laserdioden möglichst verlustlos in Lichtleitfasern mit kreisförmigem Querschnitt einzuleiten. Speziell angepaßte Mikrooptiken erfüllen diesen Zweck schon gut. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ist die optische Speicherung in der Telekommunikationstechnik, die in Zukunft große Märkte bedienen wird. Weitere Anwendungen sind in der Medizintechnik zu sehen. Speziell in der Endoskopie haben sich die optischen „Mikros“ mit Durchmessern von Hundertstel von Millimetern schon bewährt. Die Optik, die an dem chirurgischen Werkzeug befestigt ist, muß immer kleiner werden, um mit einer schnellen Bildauswertung als „künstliche“ Augen des Chirurgen bei der computergestützten Operation als Minikamera zu dienen. Ein weites Einsatzgebiet sind auch die integriert-optischen Sensoren, die - vom Nutzer meist unbemerkt - uns überall in unserem Alltag das Leben erleichtern.