Forschungseinrichtungen - Biomedizinische Optik

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Mikroaktoren und -sensoren sind die Basis für miniaturisierte, intelligente und vernetzte Systeme. Seit 2012 wird in der Projektgruppe „Mesoskopische Aktoren und Systeme“ MESYS des Fraunhofer-Instituts für photonische Mikrosysteme IPMS in Zusammenarbeit mit der Brandenburgischen Technischen Universität BTU Cottbus-Senftenberg eine völlig neue Art von leistungsfähigen Aktoren entwickelt und erprobt.

Mithilfe elektrostatischer Aktoren werden Platten oder Balken bewegt und zur Ablenkung von Lichtstrahlen, zur Bewegung von Flüssigkeiten oder zur Erzeugung von Ultraschall genutzt. Ziel der Forscher ist es, fundamentale Auslenkungen nur in Verbindung mit großen Aktor-Abmessungen und hohem Energieverbrauch realisierbar sind. Die Forscher entwickelten durch ein geeignetes Hebelprinzip eine neue Klasse elektrostatischer Biegeaktoren mit extrem kompaktem Design bei gleichzeitig großen Auslenkungen ohne Hysterese. Diese neuen Aktoren werden mit konventionellen Silizium-Herstellungsverfahren gefertigt, sind direkt in Halbleiterbauelemente und CMOS-Schaltkreise integrierbar und besitzen damit das Potential für eine kostengünstige Volumenfertigung.

Durch die Leistungsfähigkeit und den hohen Miniaturisierungsgrad der patentierten Aktor-Technologie eröffnen sich völlig neue Einsatzgebiete und Designmöglichkeiten. Anwendungen im Bereich der Optik sind beispielsweise hochpräzise Positionierantriebe von Mikrokippspiegeln oder Linsensystemen zur Laserstrahlauslenkung, in Piko-Projektoren, 3D-Endoskopen oder mikroskopischen Anwendungen. Auch als optische Schalter oder für die hochgenaue Positionierung von Lichtwellenleitern bieten sich die neuen Aktoren an. Neben der Optik ist eine Vielzahl weiterer Anwendungen im Fokus von MESYS: In der Medizintechnik als Mikropumpen und -ventile in Mikrofluidiksystemen oder implantierbaren Insulinpumpen oder auch als miniaturisierte Lautsprecher für Hörgeräte, Smartphones und Wearables, die im Gegensatz zu bestehenden mikromechanischen Lautsprechern Bässe sehr gut wiedergeben und gleichzeitig ein äußerst kompaktes Design bieten.