Zwei-Photonen-Polymerisation funktionaler Nanokomposite für aktive Mikrooptiken

Die additive Fertigung von Mikrooptiken mittels Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) ermöglicht die Herstellung komplexer dreidimensionaler Strukturen mit Sub-Wellenlängen-Auflösung. Um diese Technologie für aktive optische Bauelemente zu erweitern, untersuchen wir den Druck funktionaler Nanokomposite auf Basis von Nanopartikeln, eingebettet in Photopolymere. Für die Funktionalisierung verwenden wir Core/Shell NaYF4-Nanopartikel dotiert mit seltenen Erden, wie Neodym, Erbium und/oder Ytterbium. Um eine hohe Dispersionsstabilität zu gewährleisten, wurden die Nanopartikel selbst durch Acrylat-Liganden oberflächenmodifiziert. Eine zentrale Herausforderung stellt hierbei die spektrale Überlappung der Absorptionsbanden der Seltenerd-Ionen mit der Wellenlänge des Schreiblasers (785 nm) dar. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt daher auf der Bestimmung des Einflusses der Nanopartikelkonzentration auf die Polymerisation und damit auf die strukturelle Integrität und die Druckbarkeit des Nanokomposits. Wir untersuchen den Einfluss der Partikeldichte auf den Polymerisationsgrad mittels Raman-Spektroskopie und evaluieren die Emissionscharakteristik der gedruckten Strukturen. Die Ergebnisse demonstrieren, dass unser Ansatz die Fertigung aktiver Mikrooptiken mit struktureller Integrität und spektralen Emissionseigenschaften ermöglicht. 94