Evaluation des Brechungsindexes während der Polymerisation von UV härtbaren Acrylaten

Die additive Fertigung von Polymeren erlaubt die Erstellung komplexer optischer Komponenten durch UV-Licht-ausgehärtete Polymerisierung. Dabei werden Monomere radikalisiert, um feste Polymerketten zu bilden. Der Brechungsindex eines Materials korreliert mit seiner Permittivität und wird durch Faktoren wie Elektronenstruktur und Dipoldichte beeinflusst. Entsprechend ändert sich dieser bei der Polymerisation, da sich Doppel- zu Einfachbindungen wandeln und eine Materialkompaktierung entsteht. Es ergibt sich somit eine zeitliche Variation des Brechungsindexes während der Aushärtung und ein Einfluss des Aushärtegrades auf den finalen Brechungsindex. Hier wird einerseits die orts- und zeitabhängige Entwicklung des Brechungsindexes während der Aushärtung an der Polymeroberfläche basierend auf Line Scan Focused Refractive Index Micrsocopy diskutiert. Die Aushärtung erfolgt dabei durch eine UV-Streifenprojektion. Dadurch kann zusätzlich über die Transmission und Beugung eines Laserstrahls durch die Probe über das Beugungsbild die zeitliche Variation des Brechungsindexes n über das Volumen bestimmt werden. Die sich ergebenden n-verteilungen werden zusätzlich über Simulationen verifiziert.