Doppelseitiges Heißprägen von Mikrolinsenarrays

Heißprägen ist ein wirtschaftliches Verfahren zur Mikrostrukturierung von Gläsern. Auf Basis eines mathematischen Prozessmodells wurden die Grundlagen einer Prozessoptimierung zum Heißprägen von Mikrostrukturen in Flachglas gelegt. Die Ergebnisse der Forschungen zeigen das außerordentliche Potential der Heißprägetechnologie sowohl für optische als auch fluidische Anwendungen. Im Rahmen einer wirtschaftsorientierten strategischen Allianz der Fraunhofer Gesellschaft "Tailored Optics" wurde am Beispiel einer Homogenisierungsoptik für nichtkohärente Lichtquellen (z.B. Hochleistungsbeamer) ein doppelseitiges Mikrolinsenarray geprägt, welches einen monolithischen Aufbau der Strahlführungsoptik ermöglicht. Bei der Montage entfällt dadurch die Justage einzelner Linsenarrays, das System ist automatisch fokussiert. Auf einem Wafer aus dem optischem Glas P-LaSF47 (Brechungsindex > 1,8) befinden sich dabei über 1700 Einzellinsen, welche defektfrei entsprechend der optischen Spezifikation repliziert wurden (strukturierter Durchmesser 25 mm; Lenslet-Apertur rechteckig 0.4 x 0.7mm², Krümmungsradius < ±0.02 mm, Füllfaktor >95%, Arraydicke < ±0.01 mm; Zentrierung ±0.02mm). Die erzielte Oberflächenrauheit Ra im Werkzeug und auf dem geprägten Linsenarray ist übereinstimmend besser als 4 nm.