Unsere Forschungsschwerpunkte

Fluidische Mikrooptik

Die Gisela und Erwin Sick Professur für Mikrooptik ist eines der international führenden Labors für Flüssigkeitsoptik und Optofluidik. Wir haben ein breites Spektrum an fluidischen optischen Systemen entwickelt, einschließlich All-Liquid-Linsen und Multi-Linsen-Systeme; hydraulisch und pneumatisch durchstimmbare membranbasierte Flüssiglinsen; einstellbare fluidische Irisblenden, Blenden und Aperturen; fluidische optische Router; und abstimmbare achromatische und hyperchromatische Linsen. Eines unserer jüngsten Highlights war die Demonstration eines optischen Zooms, das nur aus Flüssigkeiten besteht.

Unsere aktuelle Forschung konzentriert sich stark auf die Entwicklung von fluidischen optischen Systemen mit hoher Funktionalität für hochwertige optische Bildgebung und Wellenfrontkorrektur. Durch iteratives optisches Design, dynamische Aberrationskorrektur und Realisierung von Richtungsunabhängigkeit wollen wir neue Generationen beugungsbegrenzter fluidischer Bildgebungssysteme konzipieren.
 

Endoskopische Mikrooptik

Durchstimmbare Mikrooptiken eröffnen neue Möglichkeiten für die medizinische Diagnostik und wir entwickeln hochfunktionale optische Mikrosysteme für die endoskopische Bildgebung. Kombination klassischer optischer Bildgebung mit optischer Kohärenztomographie (OCT); Fluoreszenzmikroskopie; konfokale Mikroskopie; und Raman-Spektroskopie haben wir hochfunktionale multimodale Bildgebungswerkzeuge entwickelt, die für die endoskopische Integration geeignet sind. Durch die Entwicklung neuartiger Scannertechnologien haben wir eine Vielzahl von mikrooptischen Systemen demonstriert, die eine laterale, transversale, rotative und axiale Abtastung des Messstrahls ermöglichen.

Durch die intensive Zusammenarbeit mit klinischen und industriellen Partnern im In- und Ausland werden unsere multimodalen Systeme nun in der medizinischen Diagnostik und klinischen Bildgebung eingesetzt. Diese neuen Generationen optischer Systeme werden völlig neue Möglichkeiten für medizinische Instrumente bieten.

Durchstimmbare Mikrooptik

Aufbauend auf einer langen Tradition unserer Forschung über neuartige Mittel zur Abstimmung der Eigenschaften von mikrooptischen Komponenten, haben wir neue Technologien zur Realisierung einer Vielzahl von abstimmbaren Geräten und Systemen etabliert. Dazu gehören fokusabstimmbare asphärische Mikrolinsen mit beugungsbegrenzter Leistung; aberrationsabstimmbare Flüssiglinsen; und transmissive adaptive Optik zur  Wellenfrontkorrektur höherer Ordnung.

Zusätzlich zu etablierten Abstimmungs-Betätigungstechniken, wie Elektrobenetzung; Hydraulik; Pneumatik; Piezoelektrik und Elektrostatik entwickeln wir auch mikrostrukturierbare künstliche Muskeln und integrieren diese in mikrofabrizierte Optiken. In enger Zusammenarbeit mit Partnern in Chemie sind wir eine der führenden Forschungsgruppen in der Anwendung von Flüssigkristall-Elastomeren.

Sensor Mikrooptik

Die Sensoranwendungen der Mikrooptik sind ein wesentlicher Schwerpunkt in unseren Projekten mit medizinischen, aber auch vielen anderen Anwendungen. Durch eine jahrzehntelange Zusammenarbeit mit Partnern des Freiburger Universitätsklinikums haben wir neuartige implantierbare Sensoren entwickelt, die eine kontinuierliche, hochauflösende Messung von Blutdruck und Oxygenierung sowie Hämoglobin- und Gaskonzentrationen ermöglichen. Wir haben auch völlig neue Konzepte für integrierte chemisch-optische Polymer- und Temperatursensoren entwickelt.

Unser aktueller Fokus liegt auf der Erforschung neuer Ansätze für die ultra-miniaturisierte Spektroskopie im mittleren IR zur ortsaufgelösten spektralen Überwachung chemischer Reaktionen und von Entwicklungsmethoden für rein optische Temperatur- und Abstandsmessungen in der rauen Umgebung der endoskopischen Chirurgie.