Ein Forschungsteam der Universität zu Köln hat bemerkenswerte Fortschritte in der Entwicklung neuer optischer Filtertechnologien erzielt, die durch eine Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) in Höhe von 1,1 Millionen Euro im Rahmen des EXIST-FT-Programms unterstützt werden. Das Projekt, bekannt als PoLightFilters, zielt darauf ab, eine bahnbrechende Technologie zur Lichtfilterung zu etablieren, die optisches Rauschen signifikant reduziert und damit neue Anwendungsmöglichkeiten in der Photonik, Sensorik, optischer Bildgebung und Display-Technologie eröffnet. Angeführt wird das Team von Dr. Florian Le Roux, Dr. Andreas Mischok, BSc. Elena von der Heyden und Professor Malte Gather, der auch die wissenschaftliche Leitung des Projekts innehat. uni-koeln.de berichtet, dass die Ergebnisse bereits in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht wurden.
Optische Filter sind in zahlreichen Anwendungen von entscheidender Bedeutung, jedoch leiden die meisten herkömmlichen Filter unter einer reduzierten Leistung, wenn Licht aus verschiedenen Winkeln auf sie trifft. Die innovative Filtertechnologie von PoLightFilters überwindet dieses Problem durch die Nutzung von quantenmechanischen Wechselwirkungen, genauer durch die starke Kopplung von Licht mit elektronisch angeregten Zuständen in dünnen organischen Schichten. Dieser Ansatz führt zu einer verbesserten Winkelstabilität, die für Anwendungen in der Fluoreszenzmikroskopie sowie bei Sensoren wie LiDAR-Systemen besonders vorteilhaft ist.
Neuartige Technologien und Anwendungen
Die neuen Dünnschicht-Polaritonfilter demonstrieren bemerkenswerte Eigenschaften. Insbesondere zeigen sie bei extremen Betrachtungswinkeln von über 80° eine Spektralverschiebung von weniger als 15 nm und erreichen Spitzentransmissionswerte von bis zu 98 Prozent. Diese Eigenschaften könnten die Genauigkeit, Reichweite und Auslesegeschwindigkeit optischer Sensoren erheblich verbessern und somit Kosteneinsparungen bei Produktionsüberwachungsaufgaben ermöglichen. portal.uni-koeln.de beschreibt die vielseitigen Anwendungsbereiche, die von hyperspektraler Bildgebung bis hin zu kompakten optischen Sensoren und Mikrooptik reichen.
Bedeutsam ist, dass diese Technologie auch in biomedizinischen Research Anwendungen verwendet werden kann. Das Team erzählt von zukünftigen Arbeiten, die sich auf die Optimierung der Fertigungsmethoden und die Verbesserung der bestehenden Software für ein teilautomatisiertes Design der Filter konzentrieren werden. Die Polaritonfilter sollen auch als Modell für zukünftige Anwendungen dienen und tragen zur Optimierung moderner optischer Systeme bei. aeemobility.de hebt hervor, dass dieser technologische Fortschritt das Potenzial hat, als Eckpfeiler für die nächste Generation optischer Bauteile zu fungieren, sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus wirtschaftlicher Sicht.
Die Kombination aus innovativen Materialien und kreativem Design verändert die Art und Weise, wie Licht in optischen Systemen behandelt wird. Zukünftige Forschung wird sich darauf konzentrieren, die neuen Filter in Sensoren wie LiDAR und Displaytechnologien zu integrieren, was die Funktionalität und Effizienz optischer Systeme maßgeblich steigern könnte.
