Optische Simulation von Mikrolinsen-Arrays für die Fluoreszenzmikroskopie

Mit der Fluoreszenzmikroskopie werden Zellen in synthetischen Mikroumgebungen untersucht. Durch Randstrahlungen, die in nicht beobachteten Bereichen auftreten, kommt es derzeit zu übermäßigem photooxidativen Stress und Photobleichung der Zellen. In diesem Forschungsvorhaben wird daher eine Miniaturisierung und Parallelisierung der Mikroskopie angestrebt. Ein neuartiger Aufbau soll es ermöglichen, die Mikronäpfchen über eine Kombination aus Mikrolinsen- und MikroLED-Array selektiv mit einer homogenen Intensitätsverteilung ohne große Randstreuungen (< 20% in benachbarten Proben) mit unterschiedlichen Wellenlängen auszuleuchten. Diese Arbeit fokussiert sich auf die simulative Auslegung des Mikrolinsen-Arrays. Dazu wird eine Simulation konzeptioniert, in der die prozessrelevanten Parameter (Oberflächenrauheiten, Krümmungsradien, Brechungsindizes etc.) überprüft werden können. Mit einer FEM-Analyse wird außerdem die Komponentengeometrie der Mikrooptiken beurteilt. Abschließend soll auf Grundlage der Simulationsergebnisse ein, iterativ anhand der Prozesse angepasstes, optimiertes Design für das Mikrolinsen-Array identifiziert werden. 78 n Optischer Systeme Christian Sinn