Tunable micro-lens system with active aberration correction

Hochschulschrift

Abstract: Im Rahmen dieser Dissertation wurde ein neuartiges Mehrkammer-Membranlinsen-System entworfen, hergestellt und erfolgreich getestet.

Das adaptive Linsensystem besteht aus mehreren abgeformten Kammern, die jeweils von einer dünnen Silikon-Membran begrenzt werden. Die Kammern werden mit transparenten Flüssigkeiten mit speziellen optischen Eigenschaften gefüllt. Durch Pumpen der Flüssigkeiten wird die Krümmung der Silikon-Membranen eingestellt, wodurch sich die Brennweite der Linsen gezielt ändern lässt.

Die Silikon-Linsen wurden umfassend vermessen, insbesondere die genaue Form der Silikon-Membranen ist wichtig, um das optische Verhalten präzise vorhersagen zu können. Darauf aufbauend konnten mithilfe optischer Simulationen gezeigt werden, dass sich insbesondere chromatische und sphärische Aberrationen unter geeigneten Vorraussetzungen mit einem Dreikammer-Linsensystem vollständig unterdrücken lassen.

Eine ausreichend flexible Messtechnik für solch adaptive Mikrolinsen ist in dieser Form nicht verfügbar, so dass diese im Rahmen dieser Doktorarbeit erfolgreich entwickelt wurden. Unter Verwendung dieser Messtechnik wurde gezeigt, dass mit
durchstimmbaren Mehrkammer-Membranlinsen tatsächlich sowohl chromatische als auch sphärische Aberrationen über einen weiten Brennweiten-Bereich deutlich verringert werden können
Abstract: For this dissertation, a novel multi-chamber membrane lens system was successfully designed, produced, and tested.

This adaptive lens consists of numerous molded chambers, each of which is separated by a thin silicone membrane. The chambers are filled with transparent liquids possessing particular optical characteristics. The silicone membranes’ curvature is
corrected by adding pressure to the liquid chamber, which in turn makes it possible to change the focal length of the lens as desired.

The silicone lenses were subjected to extensive measurements. The precise shape of the silicone membrane plays an especially important role to predict the behavior of the system’s optics. To enhance the design’s utility, optical simulations were created that made it possible to, by employing a three-chamber lens system under specific conditions, entirely eliminate chromatic and spherical aberrations in particular.

There is no flexible measuring technology currently available with which to test such adaptive micro-lenses, which is why new measurement setups were developed with this dissertation. By applying these measurement techniques, it was demonstrated that both chromatic and spherical aberration can be greatly reduced across a broad range of focal lengths via adjustable multi-chamber membrane lenses

Angaben zum Objekt

• Standort: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Umfang: Online-Ressource
• Sprache: Englisch
• Anmerkungen: cc_by_nc_nd http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.de cc ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Dissertation, 2016

Klassifikation und Themen

• Klassifikation: Physik
• Schlagwort: Linse ; Silicone ; Abbildungsfehler ; Simulation ; Messtechnik

Beteiligte, Orts- und Zeitangaben

• Ereignis: Veröffentlichung
• (wo): Freiburg
• (wer): Universität
• (wann): 2016
• Urheber: Waibel, Philipp
• Beteiligte Personen und Organisationen: Zappe, Hans P. ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Fakultät für Angewandte Wissenschaften ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Weitere Informationen

• DOI: 10.6094/UNIFR/12993
• URN: urn:nbn:de:bsz:25-freidok-129934
• Rechteinformation: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Letzte Aktualisierung: 25.03.2025, 13:55 MEZ