Adaptive piezogetriebene Hochgeschwindigkeits-Linse mit asphärischer Korrektur

Wir stellen eine ultra-kompakte fluidische Glasmembranlinse vor, welche mittels Piezoaktuierung eine direkte und gezielte Verformung der Glasmembran mit zwei Freiheitsgraden und somit die Reglung von Brechkraft und Asphärizität ermöglicht. Hierbei wird die lediglich 50 µm dünne und somit leicht verformbare Glasmembran zwischen zwei Piezoringe geklebt. Durch Verformung der Piezoringe lässt sich die Glasmembran in einen Biege-Zustand (je ein Ring kontrahiert und expandiert) und in einen sog. Buckling-Zustand (beide Ringe kontrahiert) bringen. Dabei ändert sich die Oberfläche der Membran von einem eher sphärischen/parabolischen Profil hin zu einem eher hyperbolischen Profil. Durch die Kombination der gekrümmten Glasmembran mit einem optischen Fluid (n_Fluid ≠ n_Luft) wird der Linseneffekt erzeugt. Der symmetrische Aufbau ermöglicht sowohl eine positive als auch negative Brechkraft mit gleichzeitig regelbarer Asphärizität. Wir zeigen die Herstellung, Simulation und Charakterisierung dieser mit großer Apertur (über 8 mm) für viele Mikroskopieanwendungen geeigneten Linsen, die mit ihren relativ steifen Membranen außerdem hohe Geschwindigkeiten bis in den kHz-Bereich ermöglichen.