In
seinem Einführungsvortrag zu der seit 16 Jahren etablierten
Veranstaltung verwies Prof. Dr. Hans Tiziani, Direktor
des Instituts für Technische Optik, auf die internationale
Renaissance der Optik. Dr. Kurz, Vorstandssprecher von
Carl Zeiss, bestätigte diese positive Entwicklung aus
Sicht der Industrie. In der Öffentlichkeit kaum sichtbar,
wirkt die Optik als Schlüsseltechnologie. So trägt ein
Anteil von zwei Milliarden Dollar für optische Komponenten
in der Telekommunikation einen um den Faktor 1000 größeren
Markt, und in der Telekommunikation bedienen optische
Module wie Laserdioden mit einem Wertvolumen von fünf
Milliarden Dollar einen Markt von 1,3 Billionen Dollar.
In Deutschland besteht ein enormer Bedarf an Nachwuchskräften
und die Vortragenden aus der Industrie richteten dringende
Appelle an junge Menschen, sich für die Optik zu entscheiden.
500mal
kleiner als ein Haar
Der wissenschaftliche Schwerpunkt der Tagung lag auf der
hochauflösenden Bild- und Informationsübertragung sowie
auf neuen Verfahren in der Optik-Fertigung. Dahinter verbergen
sich brisante Fragestellungen für eine Industrie, die
rasant an Schwungkraft gewinnt. So heißt Hochauflösung
in der optischen Lithographie, die Grenze für die kleinsten
herstellbaren Strukturen ständig nach unten zu verschieben.
Momentan liegt sie bei 130nm (Nanometer), das ist etwa
500mal kleiner als eine „Haaresbreite“. Die Motivation
ist simpel: Kleinere Strukturen bedeuten schnellere Chips
mit mehr Komponenten, und die optische Lithographie ist
der Kernprozeß ihrer Herstellung. Dabei steht die optische
Auflösungsgrenze proportional zur Wellenlänge des Lichtes.
Deshalb muß für kleinere Strukturen die Lichtwellenlänge
verringert werden. Zukünftige Lithographie-Objektive arbeiten
bei 193nm, 157nm und 13nm. Da die heutigen und erst recht
die zukünftigen Systeme nahe der physikalischen Grenzen
betrieben werden, müssen höchste Anforderungen an die
Fertigungs- und Prozeßmeßtechnik gestellt werden. Für
Präzisionsoptik werden Komponenten benötigt, deren Rauheit
im high-end Bereich unter 1nm liegen sollte und dabei
Formgenauigkeiten von 10nm erreicht. Neben der Simulation
der Optik- und Optik-Fertigungseinflüsse wurden neue Verfahren
der Optik-Fertigung vorgestellt, wie die Magnetische Rheologie,
in der die Eigenschaften eines Poliermittels mit ferromagnetischer
Einlage durch äußere Magnetfelder eingestellt werden können.
Unter
der optischen Auflösungsgrenze
Hochauflösung in der Biologie bedeutet dagegen die Abbildung
immer kleinerer Meßvolumina. In der Fluoreszenz-Mikroskopie
kann man dabei sogar die optische Auflösungsgrenze unterschreiten.
Mit Femto- und Pikosekundenpulsen können (photo-)physikalische
Effekte im Abbildungsprozeß so implementiert werden, daß
der fokale Unschärfebereich räumlich verengt wird. In
der Mikroskopie technischer Mikrostrukturen, beispielsweise
prozessierten Wafern, sind solche Verfahren nicht möglich.
Hier wird versucht, durch massiven Computer-Einsatz die
Nahfeld-Wechselwirkung numerisch nachzubilden und so eine
nachträgliche Struktur-Rekonstruktion zu erreichen. Optimierte,
dynamische Pupillenfilter führen zu besonders hohen Bildkontrasten
für Phasenobjekte. Ganz andersartigen Problemen muß sich
die Mikrooptik stellen. Hier geht es darum, low-cost Optik,
häufig aus Kunststoff, in Millionen-Stückzahlen kostengünstig
herzustellen. Ein Gebiet, das nach Ansicht von Prof. Karthe
aus Jena in Deutschland bisher mit wenigen Ausnahmen sträflich
vernachlässigt wurde. Weitere Vorträge stellten optische
Neuerungen aus Sensorik, Meßtechnik und Telekommunikation
vor: So erlauben Bragg-Sensoren die genaue Messung von
Dehnungs- und Temperaturänderungen an unzugänglichen Orten,
etwa im Untertagebau. Die sogenannte Aktiv-Pixel-Sensor
(APS) Technik führt zu Bildsensoren mit zusätzlicher Funktionalität
bis hin zu einer Single-Chip Digitalkamera mit integrierter
Vorverarbeitung. Synthetische Aperturen kombinieren mehrere
schlecht-aufgelöste Messungen zu einer gut aufgelösten.
Optische Verstärker ermöglichen schließlich die parallele
Verstärkung einer Vielzahl optischer Signale und damit
die Übertragung enormer Datenmengen über große Distanzen.
Christel
Budzinski
Kontakt
Prof. Dr. Hans Tiziani, Institut für Technische Optik,
Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart
Tel. 0711/685-6075 Fax 0711/685-6586
e-mail:
tiziani@ito.uni-stuttgart.de
