Neuartige Polymer-Nanokomposite mit gezielt einstellbarem Brechungsindex: Materialeigenschaften und Anwendungspotenziale in der Mikrooptik

Inhalt:
Im vorliegenden Beitrag wird die Entwicklung einer Prozesskette zur Herstellung von Polymer-Nanopartikel-Kompositen auf PMMA-Basis für Anwendungen in der Mikrooptik präsentiert. Die vorgestellten Komposite zeichnen sich durch einen in weiten Bereichen einstellbaren Brechungsindex bei gleichzeitig hoher Transmission sowohl im sichtbaren Wellenlängenbereich (Vis) als auch im nahen Infrarot (NIR) aus. Zur Replikation mikrostrukturierter Bauteile in hohen Stückzahlen werden die Materialeigenschaften der Kompositmaterialien an den Mikrospritzgießprozess angepasst. Für Anwendungen im Bereich der Telekommunikation bzw. Mikrooptik sind drei physikalische Eigenschaften von besonderer Relevanz: Brechungsindex und Transmission im Sichtbaren und im nahen Infrarot sowie die maximale Dauergebrauchstemperatur. In kommerziell erhältlichen Wellenleitern auf PMMA-Basis besteht der Kern aus einem Standard-PMMA in optisch hochreiner Qualität, die Hülle aus einem aufwändig zu synthetisierendem und teurem Fluor-modifiziertem PMMA. Die hier vorgestellten Arbeiten verfolgen einen kostengünstigeren Ansatz zur Brechungsindexmodifikation über physikalische Verfahren.