Bundesministerium fördert Gründungsvorhaben zu bahnbrechender Filtertechnologie
Mittels neuartiger Spektralfilter können künftige Sensoren genauer und zuverlässiger arbeiten
Ein Forschungsteam der Universität zu Köln hat im Rahmen des EXIST-FT-Programms des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) erfolgreich Fördermittel in Höhe von 1,1 Millionen Euro für das Gründungsvorhaben PoLightFilters eingeworben. Mit der Entwicklung einer neuartigen und grundlegenden Technologie zur Lichtfilterung, die optisches Rauschen signifikant reduziert, setzt das Projekt neue Maßstäbe in der Dünnschichtoptik. Die entwickelten Dünnschicht-Polaritonfilter können neue Wege in der Photonik, Sensorik, optischen Bildgebung und Display-Technologie eröffnen. Das Team des Humboldt Zentrum für Nano- und Biophotonik besteht aus Dr. Florian Le Roux, Dr. Andreas Mischok, BSc. Elena von der Heyden, und Humboldt Professor Malte Gather. „Ich gratuliere den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zu diesem Erfolg. Die Förderung unterstreicht, dass an unserer Universität Spitzenforschung zu zukunftsweisenden Themen und innovativen Technologien betrieben wird“, so Professor Dr. Joybrato Mukherjee, Rektor der Universität zu Köln.
Optische Filter sind für viele Anwendungen von entscheidender Bedeutung. Bislang nimmt die Leistung der meisten Filter erheblich ab, wenn das Licht in unterschiedlichen Winkeln auf sie trifft, da sich die vom Filter durchgelassene Lichtfarbe je nach Betrachtungswinkel verändert. Dies führt etwa zu variierenden Farbeindrücken bei Bildschirmen und eingeschränkter Sensorgenauigkeit unter verschiedenen Betrachtungswinkeln, wodurch das Sichtfeld der Sensoren stark eingeschränkt wird. Die innovative Filtertechnologie, die im Rahmen von PoLightFilters zur Marktreife gebracht werden soll, überwindet dieses fundamentale Problem, indem sie die quantenmechanische Wechselwirkung von Licht mit elektronisch angeregten Zuständen in dünnen organischen Schichten nutzt.
Durch die neuen Filter können optische Systeme vielfältiger und zuverlässiger genutzt werden. Der Einsatz organischer Materialien ermöglicht außerdem eine flexible Anpassung der spektralen Eigenschaften, also der transmittierten oder reflektierten Lichtfarbe, und bietet langfristig niedrigere Produktionskosten sowie einen reduzierten Energieverbrauch bei der Fertigung großflächiger Filter, die sich an unterschiedliche Formen von Bauteilen anpassen lassen.
Die herausragende Winkelstabilität der neu entwickelten Filtertechnologie bietet insbesondere für die Fluoreszenzmikroskopie oder Sensorik-Anwendungen, wie beispielsweise Light Detection and Ranging (LiDAR)-Systeme, einen erheblichen Mehrwert. Konkret ermöglicht dies etwa eine gesteigerte Genauigkeit, Reichweite und Auslesegeschwindigkeit, wodurch sie insbesondere in der Automatisierung und Prozessoptimierung neue Maßstäbe setzen. Mit der PoLightFilters-Technologie kann die Anzahl erforderlicher Sensoren für Produktionsüberwachungsaufgaben erheblich reduziert werden, was signifikante Kosteneinsparungen mit sich bringt. Weitere Einsatzbereiche finden sich etwa in der Mikroskopie und biomedizinischen Forschung.
Neben der Weiterentwicklung der zum Patent angemeldeten Dünnschichtfilter-Technologie liegt ein besonderer Fokus des geförderten Projekts auf der Optimierung der Fertigungsmethoden. Parallel zur hardwarebasierten Entwicklung wird die bestehende Software weiter verbessert. Dieser Ansatz ermöglicht ein teilautomatisiertes Design der Filter.
„Mit der Finanzierung durch das EXIST-Forschungstransfer Programm nimmt PoLightFilters einen entscheidenden Schritt in Richtung Marktinnovation. Neben dem unmittelbaren Anwendungsfall der LiDAR-Technologie soll die Filterinnovation als Modell für weitere Anwendungen dienen. Durch die erfolgreiche Kombination aus wissenschaftlicher Forschung, technischer Entwicklung und unternehmerischer Umsetzung - mit Unterstützung der Transferabteilung der Universität zu Köln sowie den Transferscouts des Gateway Excellence Start-up Center - wird ein nachhaltiger Beitrag zur Optimierung moderner optischer Systeme geleistet,“ sagt Dr. Andreas Mischok.
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