Simulation dielektrophoretisch hergestellter Mikrolinsen

Ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Mikrolinsen benutzt elektrische Felder um flüssige Polymertropfen zu verformen. Die Tropfen werden im Anschluss mithilfe von UV-Licht polymerisiert. Das Verfahren verspricht eine hohe Individualisierbarkeit der Linsen. Erstrebenswert ist es dabei, je nach Bedarf die Linse so zu formen, dass die gewünschten optischen Eigenschaften erzielt werden. In diesem Beitrag soll auf die Modellierung der Deformation der Tropfen eingegangen werden. Der verwendete Ansatz nutzt die Navier-Stokes-Gleichung um die resultierende Tropfenform zu bestimmen. Die Geometrie des realen Systems wird in MATLAB und COMSOL nachgebildet, um die elektrische Feldverteilung auf der Tropfenoberfläche mittels der Finite-Elemente-Methode zu bestimmen. Anschließend kann aus der Feldverteilung die elektrische Kraft auf den Tropfen berechnet werden, welche schlussendlich im Modellierungsansatz verwendet wird. Außerdem sollen auch die optischen Eigenschaften der Mikrolinsen analysiert werden. Hierfür werden optische Simulationen in MATLAB implementiert, welche die Lichtverteilung durch die entstehende Linse darstellen.