Additive Fertigung einer Linse mit Gradient im Brechungsindex

Bei der additiven Fertigung von optischen Komponenten tritt der Stufeneffekt durch den lagenweisen Aufbau an gekrümmten Flächen oft störend auf. Die erforderliche Nachbearbeitung ist zeitaufwendig und bei komplexen Bauteilen oft nicht möglich. Eine Möglichkeit zur additiven Erzeugung optisch brechender Flächen ohne außenliegende gekrümmte Oberflächen mit Stufenprofil ist die Verwendung unterschiedlicher Brechungsindizes innerhalb des Bauteils. Beim 3D-Druck von optischen Komponenten aus Photopolymeren müssen entweder verschiedene Harze eingesetzt oder mit einem Harz unterschiedliche Aushärtegrade genutzt werden. Beim verwendeten Harz variiert der Brechungsindex abhängig vom Aushärtegrad um etwa 0,03. Für die Versuche werden selbstgebaute Stereolithografiesysteme eingesetzt, sodass alle Parameter frei eingestellt werden können. Durch zeitliche Steuerung werden Aushärteprofile bspw. für Zylinderlinsen umgesetzt. Um etwaige Oberflächeneffekte wie bspw. Streuung zu eliminieren, findet die Aushärtung zwischen zwei Glasobjektträgern statt. Die tatsächliche Brechkraft wird mit Hilfe eines kollimierten Laserstrahls überprüft und mit der Simulation verglichen.