Entwicklung einer optischen Plattform zur Mikro- und Nanomontagetechnologie - Laser Assembler

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Ziel des Reinhart Koselleck-Projekts ist die theoretische und experimentelle Erforschung einer visionären Fertigungsmethode für Meso-, Mikro- und sub-μm Bauteile ausschließlich auf Basis optischer Kräfte und Energien. Derartig durchgängige „optische Werkzeugmaschinen“ ermöglichen zum Einen die generische Herstellung von partikulären Einzelkomponenten, zum Anderen die Zuführung der Partikel durch optisch-interferometrische „Förderbänder“, die berührungslose Manipulation durch optische Pinzetten sowie die dauerhafte oder temporäre Verbindung, ggfs. mit Unterstützung durch optisch induzierte chemische Reaktionen von funktionalen Molekülen auf den Partikeloberflächen. Im Zentrum der geplanten Forschungsarbeiten steht dabei eine flexible optische Fertigungsplattform, die mit Hilfe von Laserstrahlung eine hohe Anzahl von Partikeln durch optische Kraftwirkungen gezielt im Raum bewegen und zu dreidimensionalen Strukturen zusammenführen und –fügen soll. Neben der optischen Pinzette, mit der sich generell sphärische dielektrische Mikropartikel handhaben lassen, sollen auch beliebig geformte, durch Zwei-Photonen-Polymerisation hergestellte, Partikelgeometrien und metallische Partikel durch speziell zu entwickelnde Hohlfasern in diesen rundweg unkonventionellen Fertigungsansatz mit einbezogen werden. Eine weitere Schlüsseltechnologie für eine Fertigung mit hohen Geschwindigkeiten stellt die Nutzung holographischer optischer Pinzetten (HOTs) dar. Die im Rahmen dieser Forschung zu entwickelnde Technologie kann die existierenden Mikrofertigungstechnologien um eine völlig neue Komponente erweitern, die z. B. die Herstellung von opalen Strukturen ermöglicht wie sie in der Sensorik, der Nanophotonik oder des Tissue Engineering gegenwärtig untersucht werden.