Optikentwicklung und Prototypenbau: 3D-Mikro-Endoskopie
Die Idee:
Kombination von Bildleitfasern mit 3D-gedruckter Mikro-Optik und Zwei-Wellenlängen-Digitalholografie für mikro-endoskopische Topografiemessungen.
Optikdesign und Prototypenbau:
Im Mittelpunkt der Vorüberlegungen steht die Frage, wie das System aufgebaut sein muss, damit die holografische 3D-Messung funktioniert. Dabei ist insbesondere die Speckle-Dekorrelation zu berücksichtigen. Auf Basis dieser Anforderungen definieren wir die Zielsetzung des Prototyps und legen die wesentlichen Parameter für Optik, Beleuchtung und Sensorik fest.
In der Konzeptentwicklung wird festgelegt, wie die Mikrooptik des Endoskops aufgebaut sein muss, um die Anforderungen der holografischen 3D-Messung zu erfüllen. Wesentliche Parameter wie Brennweite, Auflösung und bildseitige Telezentrie werden definiert. Zudem wird die kohärente Beleuchtung des Objekts mittels Single-Mode-Faser und 3D-gedruckte Strahlformoptiken konzipiert.
Im Optikdesign wird ein möglichst einfaches Linsensystem entwickelt, welches aus zwei Plan-Konvex-Linsen besteht. Die konvexen Flächen werden asphärisch ausgeführt, um Abbildungsfehler zu korrigieren. Das Design erfüllt die Anforderungen an Auflösung und Telezentrie, sodass eine homogene Einkopplung in die Faserkerne erfolgt.
Die entworfene Optik wird in ein mechanisches Modell überführt. Dabei werden wichtige Parameter wie Linsenhalterungen, Gesamtdurchmesser und weitere Bauteile für Montage und Handhabung festgelegt. So entsteht ein praktikables Konzept für Fertigung und Prototypenbau.
Die Fertigung der 3D-gedruckten Mikrooptiken sowie die Montage der Komponenten erfolgt durch unseren Partner Printoptix. Wir begleiten den Prozess, stimmen Details ab und stellen sicher, dass die Teile präzise gefertigt und korrekt montiert werden.
In der Systemintegration werden alle Komponenten zu einem funktionsfähigen holografischen Aufbau zusammengeführt. Anschließend wird die holografische Messmethode auf Basis der Zwei-Wellenlängen-Holografie umgesetzt, und die Auswertungs- sowie Messalgorithmik wird entwickelt, um die Funktionsfähigkeit des Konzepts zu demonstrieren.
Mit einem maximalen Durchmesser von rund 350 µm ist das aufgebaute 3D-Mikro-Endoskop weltweit das kleinste seiner Art.
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Ob Prototypenbau für Optik, Machbarkeitsstudie oder die Integration von Optik, Elektronik und Software – wir unterstützen Sie dabei, aus Konzepten greifbare Ergebnisse zu machen.