Kompakte hyperspektrale Bildgebung durch integrierte Interferenzfilter
Hyperspektrale Bildgebung galt lange als aufwändig und platzintensiv –
neue Technologien ebnen nun den Weg für kompakte und leistungsfähige
Lösungen. Interferenzfilter, die direkt in CMOS-Bildsensoren integriert
werden können, ermöglichen maßgeschneiderte spektrale Analysen auf
kleinstem Raum.
Sie eröffnen damit neue Anwendungsmöglichkeiten in der
Umweltüberwachung, Landwirtschaft und industriellen Qualitätssicherung.
Einen Einblick in diese Schlüsseltechnologie der optischen Sensorik gibt
das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST auf dem
Fraunhofer-Gemeinschaftsstand der diesjährigen LASER World of PHOTONICS in
München.
Im Zentrum des Messeauftritts stehen hochpräzise Interferenzfilter, die
mittels modernster Sputterverfahren hergestellt werden. Damit lassen sich
sowohl linear variable Filter mit außergewöhnlich großer spektraler
Bandbreite als auch pixelgenau strukturierte Filterstapel für spezifische
Wellenlängenbereiche realisieren – vom sichtbaren (VIS) bis in den nahen
Infrarotbereich (NIR). Am Fraunhofer IST stehen dafür hochmoderne Anlagen
wie die EOSS®-Sputterplattform (Enhanced Optical Sputtering System) zur
Verfügung. Die hohe Präzision bei der Filterherstellung erlaubt eine
maßgeschneiderte spektrale Selektion direkt auf dem Kamerachip – ganz ohne
komplexe optische Aufbauten.
Durch den Wegfall externer Filtereinheiten reduzieren sich Größe, Gewicht
und Kosten der Systeme erheblich – ein entscheidender Vorteil etwa für den
mobilen Einsatz. Das Vorgehen lässt sich überall dort anwenden, wo
kompakte Spektroskopieinstrumente benötigt werden. Bereits heute werden so
die mittels Sputterverfahren hergestellte Interferenzfilter erfolgreich in
der hyperspektralen Bildgebung eingesetzt, beispielsweise in der
Umweltanalytik zur Schadstoffüberwachung oder in der Landwirtschaft zur
Überprüfung von Pflanzenzuständen. Zudem ist die Integration der Filter in
bestehende Systeme unkompliziert, da keine aufwändigen
Integrationsprozesse erforderlich sind.
Für die Zukunft ergeben sich weitere Anwendungsfelder im Rahmen der
satellitenbasierten Fernerkundung, Klimaforschung oder auch des
Umweltmonitorings. Perspektivisch sind Systeme denkbar, die – je nach
Detektor – den gesamten Spektralbereich von Ultraviolett (UV) bis
Mittelinfrarot (MIR) abdecken.
Besuchen Sie das Fraunhofer IST auf der LASER 2025 auf dem Fraunhofer-
Gemeinschaftsstand in Halle A2, Stand 415 und informieren Sie sich über
die nächste Generation optischer Filtertechnologie.
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