DVN 高级顾问Michael Hamm撰写
PHABULOuS于2024年12月2-3日在阿姆斯特丹的Beurs van Berlage举办了第一届微光学峰会暨博览会。PHABULOuS 是欧洲光子学基金的一部分。它已获得欧盟 Horizon 2020 研究和创新计划的资助。大约5年的目标是加速技术和流程的验证,验证试点线路的服务,并建立一个独特的法人实体作为一站式服务。
在研究过程中,微光学的各种元素一直受到关注,例如:
- 汽车功能照明:大灯在开/关状态下外观均匀,产生远光灯和不对称近光灯,具有均匀的光分布和低杂散光,安装空间小,重量轻。
- 交通内饰照明:大面积直下式 LED 灯具,具有更好的亮度均匀性、更薄的外形和更低的成本。
- 自由曲面微光学元件:创建(甚至打印)设计无对称限制的微光学元件的能力为新的机会提供了新的机遇。微米维度的新型超精密加工将实现新的功能,如非对称照明,特别是小型化和集成化。
- MICROOLED:通过提供世界上最高像素密度的 AMOLED 微型显示器,为消费者体验带来新的维度。该技术提供亮度增强和角发射控制,例如在可穿戴增强现实 (AR) 的透视光学系统中。
- 虚拟现实和增强现实:薄型自由曲面光学镜头,提高了图像分辨率,减小了 VR/AR 耳机的体积和视野。
- 固态照明:带有可调白光源的 LED 筒灯以非常紧凑的形状产生均匀的光分布。
部分结果已在会议上公布。
汽车分会场应用
DVN 高级顾问 Michael Hamm 在汽车会议开场时发表演讲,对市场和技术进行了展望。特别是这次关于微光学的会议,许多初创公司和公司都活跃于纳米结构、3D 打印中的微光学元件、Roll-2-Roll 工艺和飞秒激光机雕刻,是新汽车应用创新的一部分。
市场发展为微技术提供了有趣的选择。小型化和小型化功能将实现更大的设计灵活性。将启用新功能(小到可以集成到车身中)以提高安全性。特别是地面投影(欢迎灯、开门警告、转向指示灯投影、警告符号、倒车灯改进等)将能够在微技术的帮助下应用。

只有采用微光学技术才能实现:通过照明为安全做出贡献。在这种情况下,这个想法是警告骑自行车者大型卡车的转弯意图。尽管卡车司机有义务小心谨慎,如果骑自行车者能了解卡车的转弯意图,那就更好了。

用于汽车应用的微光学元件
佛瑞亚海拉介绍了他们的一些研究结果。对于 Phabulous 研究项目,目标是将主镜头和副镜头以及快门组合在一个微光学组件中。同时,试产线的流程正在接受从设计到复制组件的测试。
海拉的设计理念是将组件的光输入侧用作初级光学元件,将光输出侧用作次级光学元件,以塑造光分布。作为该项目的一部分,研究了具有不同光学结构的高光束和近光束分布。在初始测试中,第一个表面使用了微菲涅尔透镜,第二个表面使用了自由形状的刻面结构。下图显示了用于生成近光束分布的刻面结构示例。


另一个项目合作伙伴 UPMT 负责菲涅尔透镜母版的生成,PowerPhotonic 负责自由曲面微结构的母版。凭借其超精密加工技术,UPMT 能够生产出出色的形状和表面光洁度。

海拉的复制合作伙伴是 SUSS MicroOptics(现为炬光科技) 和 Nanocomp。复制的一个特殊方面是将两个 master 组合成一个组件。尽管菲涅尔透镜在理论上产生平行光,但光学表面之间需要高精度的对准,一方面避免散射光,另一方面避免效率降低。这似乎是光学设计中最大的挑战。
新应用:自由曲面微光学元件和卷对卷工艺
在许多演示中,都提到了创建大规模生产过程的优势。自由曲面微光学元件是极其小而复杂的光学元件,能够精确控制光分布和强度。这些光学元件采用非对称表面设计,在塑造光输出方面具有更大的灵活性。
在移动内饰照明方面,自由曲面微光学元件在创造创新照明设计、提高乘客舒适度和提高安全性方面发挥着至关重要的作用。Joanneum Research、CSEM、Seisenbacher、Morphotonics、Nanocorp、Zumtobel、Swarovski 展示了他们有趣的方法。

PHABULOμS 系列提供的大面积卷对卷 (R2R) 和卷对板 (R2P) 复制技术对于大面积产品(例如内墙)非常有趣。μ结构可以高质量且经济高效地复制。奥德堡照明的成果


智能交通内饰照明与微光学相结合,可用于各种交通方式,如飞机、火车、公共汽车和其他车辆。这对整个行业来说都是一个巨大的收获,由于先进的 LED 技术,该行业还具有节能和环保的特点。
3D 打印和微光学显示结构
另一个应用是高精度纳米打印解决方案。也许它们在大规模汽车应用中无法实现,但精度值得一看。
展示了一种外部尺寸约为 100μm 的激光光学元件。内部光学元件显示要小得多。对于显示器,光学输出元件在 2..5 微米的范围内。
3D Printing and microöptical display structures

