Vektorielles MEMS Scanmodul

Neue Anwendungsmöglichkeiten für miniaturisierte optische Systeme

Viele Laser-Anwendungen in Medizin und Industrie erfordern vektorielle (d.h. 2D-quasi-statische) Scansysteme zur dynamischen und präzisen Strahlpositionierung auf frei wählbaren Scantrajektorien. Derzeit kommen meist konventionelle Galvanometerscanner mit serieller Spiegelanordnung zum Einsatz, die einen erhöhten Formfaktor, Leistungsverbrauch und Kosten aufweisen. Eine Miniaturisierung und Kostenreduktion des Scansystems lässt sich zwar durch MEMS Scannerspiegel erzielen, jedoch sind herkömmliche resonante oder Raster-MEMS-Scanner auf periodische Scantrajektorien begrenzt. Das Fraunhofer IPMS entwickelte im kürzlich beendeten öffentlich geförderten EuroStars-Projekt UltraLASE den Prototyp eines kompakten MEMS Vektorscanmoduls, welches speziell auf die Anforderungen von hochkompakten Laser-Photokoagulationssystemen zur Behandlung von Erkrankungen der Netzhaut optimiert wurde. Das vektorielle MEMS-Scanmodul besitzt eine integrierte Positionssensorik und ist aufgrund seiner hochreflektierenden optischen Beschichtung für erhöhte Laserleistungen geeignet. Aufgrund seiner kompakten Abmessungen und des geringen Leistungsverbrauchs ist es potentiell jedoch für eine Vielzahl insbesondere stark miniaturisierte und hochportable Laseranwendungen in Medizin und Industrie geeignet, wie z.B. optische Diagnose-Systeme (OCT oder Fluoreszenz-basiert) für Augenheilkunde, Dermatologie oder Point-of-Care-Anwendungen, therapeutische Lasersysteme, wie handgeführte Laserchirurgie-Instrumente zum Schneiden von Weichgewebe (z. B. Laryngoskope) oder industrielle Sensoranwendungen, wie z. B. Kontrolle von Laserprozessen, LIDAR-Systeme, FSO oder schnelles optisches Schalten.

In vorliegenden Transferprojekt werden nun die Montageprozesse und Eigenschaften des vektoriellen MEMS-Scanmoduls weiter optimiert und anschließend eine Kleinserie von Demonstratoren (CEKs) gefertigt. Die CEKs sollen eine schnelle Evaluierung und Erschließung weiterer Anwendungen für vektorielle MEMS-Scanner in Industrie und Forschung ermöglichen.   

Ziele:

• Optimierung der Mikromontage des MEMS Scanmoduls (Kostenreduktion und Ausbeuterhöhung) als reproduzierbares Industrieangebot
• Erhöhung der Dämpfung des Scansystems zur Steigerung der Positionierdynamik
• Realisierung einer Kleinserie von Demonstratoren (CEKs ) zur Evaluation durch Industriekunden