Neue MEMS-Mikrospiegel-Arrays Tiefe Einblicke für Roboter und Autos

Die Mikrospiegelarrays vom Fraunhofer IPMS ermöglichen neue Methoden der Bildgebung in der Mikroskopie, eigenen sich für Materialanalysen sowie autonomes Fahren und lassen Roboter »sehen«.
Die Mikrospiegelarrays vom Fraunhofer IPMS ermöglichen neue Methoden der Bildgebung in der Mikroskopie, eignen sich für Materialanalysen sowie autonomes Fahren und lassen Roboter »sehen«.

MEMS-Mikrospiegel-Arrays erkennen Materialien, Roboter und Autos können mit ihnen ihre Umgebung mehrdimensional wahrnehmen.

Das Fraunhofer IPMS hat neue CMOS-integrierte Mikrospiegelarrays mit zwei Kippachsen pro Spiegel einschließlich der zugehörigen Technologieplattform entwickelt. Neben dem Einsatz in der Halbleiterindustrie ermöglichen die Mikrospiegelarrays neuartige Methoden der Bildgebung in der Mikroskopie, vor allem für biomedizinische Anwendungen. Realisiert werden diese Anwendungen durch das Projektzentrum »Mikroelektronische und Optische Systeme für die Biomedizin« MEOS des Fraunhofer IPMS.

Darüber hinaus können die Mikroscannerspiegel (MEMS-Scanner) des Fraunhofer IPMS Licht gezielt ablenken und dienen als vielseitige Sinnesorgane der Digitalisierung. Ein Lichtreflex wird mittels eines ein- oder zweidimensional ablenkenden Spiegels eingefangen und gibt Auskunft über die Umgebung, Materialbeschaffenheit oder Zusammensetzung eines Materials. Die optischen Sensoren ermöglichen Maschinen so ihre Umgebung mehrdimensional wahrzunehmen, sie zu analysieren und auf Veränderungen zu reagieren.

Die Wahrnehmungsfähigkeit von Maschinen ist wichtig für moderne Technologien wie das autonome Fahren und den Einsatz von Robotern: Das Fraunhofer IPMS entwickelt MEMS-Scanner, die alle Anforderungen für das autonome Fahren erfüllen können und gleichzeitig klein und integrierbar sind. Darüber hinaus sind die Mikroscanner bereit für den Einsatz in Industrierobotern, die dank der LIDAR-Technologie dreidimensional sehen und ihren Arbeitsablauf anpassen können.  

Außerdem analysieren die mikrooptischen Systeme des Fraunhofer IPMS über die optische Kohärenztomographie (OCT) die Oberflächen- und Tiefenstruktur von Materialien im Mikrometerbereich. Dieses Verfahren wurde ursprünglich für die Anwendung in der Medizin entwickelt und kann dank neuster Forschung auch in anderen Bereichen eingesetzt werden. Zudem können die am Fraunhofer IPMS entwickelten MEMS-Scanner den spektralen Fingerabdruck eines Stoffes erfassen, so dass er exakt identifiziert werden kann. Hierzu wird die Reflexionscharakteristik unterschiedlicher Stoffe aufgezeichnet und analysiert.

Das Fraunhofer IPMS entwickelt Flächenlichtmodulatoren mit bis zu mehreren Millionen Spiegeln auf einem Halbleiterchip. Die Mikrospiegel-Arrays werden unter anderem in der Halbleiterproduktion sowie in der Mikro- und Laserprojektion eingesetzt. Mit seinen Entwicklungen in diesem Bereich sieht sich das Dresdner Forschungsinstitut derzeit an weltweit führender Position.

Das Leistungsangebot des Fraunhofer IPMS reicht von der Konzeption über die Produktentwicklung bis zur Pilotserienfertigung – vom Bauelement bis zu kompletten Systemen.

Auf der SPIE Photonics West, der Weltleitmesse und Konferenz für Laser, Photonik und biomedizinische Optik in San Francisco vom 1.-6.2.2020, können sich die Besucher über die neuesten Entwicklungen des Fraunhofer IPMS (Stand #4361North Hall) informieren.