Zeitschriften Artikel
Quantitative and Direct Near-field Analysis of Plasmonic-Induced Transparency and the Observation of a Plasmonic Breathing Mode
W. Khunsin, J. Dorfmüller, M. Eßlinger, R. Vogelgesang, C. Rockstuhl, C. Etrich, and K. Kern
ACS Nano, 10, 2, 2214-2224 (2016)
doi: 10.1021/acsnano.5b06768
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We investigated experimentally and numerically in the optical near-field a plasmonic model system similar to dolmen-type structure for phenomena like plasmon-induced transparency. Through engineering of coupling strength, structure orientation, and incident angle and phase of the excitation source it was possible to control near-field excitation of the dark modes. We showed that quantitative analysis of near-field amplitude and excitation strength provided essential information that allowed identifying the interaction between the bright and the dark mode and how it causes the formation of plasmon-induced transparency features and a Fano resonance. In addition, we introduced a mechanism to excite field distributions in plasmonic structures that cannot be accessed directly using far-field illumination and demonstrate the excitation of a dark mode akin to a symmetry-forbidden plasmonic breathing mode using a linearly polarized far-field source.
Phase Engineering of Subwavelength Unidirectional Plasmon Launchers
M. Eßlinger, W. Khunsin, J. Dorfmüller, N. Talebi, R. Vogelgesang, and K. Kern
Adv. Opt. Mat., 1, 6, 434-437 (2013)
doi: 10.1002/adom.201300135
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Ultrasmall couplers for the excitation of plasmonic structures by photonic modes are presented. They are constructed by assembling point-like resonators in the near-field zone of the target structure. As a demonstration of its efficacy, this scheme is applied to unidirectional excitation of plasmonic waveguides. The overall footprint of the resulting coupling structures is less than λ²/10.
Plasmonic Oligomers in Cylindrical Vector Light Beams
M. Hentschel, J. Dorfmüller, H. Giessen, S. Jäger, A. M. Kern, K. Braun, D. Zhang, and A. J. Meixner
Beilstein J. Nanotechnol., 4, 57-65 (2013)
doi: 10.3762/bjnano.4.6
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We investigate the excitation as well as propagation of magnetic modes in plasmonic nanostructures. Such structures are particularly suited for excitation with cylindrical vector beams. We study magneto-inductive coupling between adjacent nanostructures. We utilize high-resolution lithographic techniques for the preparation of complex nanostructures consisting of gold as well as aluminium. These structures are subsequently characterized by linear optical spectroscopy. The well characterized and designed structures are afterwards studied in depth by exciting them with radial and azimuthally polarized light and simultaneously measuring their plasmonic near-field behavior. Additionally, we attempt to model and simulate our results, a project which has, to the best of our knowledge, not been attempted so far.
Background-Free Imaging of Plasmonic Structures with Cross-Polarized Apertureless Scanning Near-Field Optical Microscopy
M. Eßlinger, J. Dorfmüller, W. Khunsin, R. Vogelgesang, and K. Kern
Rev. Sci. Instrum., 83, 3, 033704 (2012)
doi: 10.1063/1.3693346
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We present advances in experimental techniques of apertureless scanning near-field optical microscopy (aSNOM). The rational alignment procedure we outline is based upon a phase singularity that occurs while scanning polarizers around the nominal cross-polarized configuration of s-polarized excitation and p-polarized detection. We discuss the theoretical origin of this topological feature of the setup, which is robust against small deviations, such as minor tip misalignment or shape variations. Setting the polarizers to this singular configuration point eliminates all background signal, allowing for reproducible plasmonic eigenmode mapping with optimal signal-to-noise ratio.
Plasmonic antennas, positioning, and coupling of individual quantum systems
D. Drégely, K. Lindfors, J. Dorfmüller, M. Hentschel, M. Becker, J. Wrachtrup, M. Lippitz, R. Vogelgesang, and H. Giessen
Phys. Status Solidi B, 249, 4, pp. 666-677 (2012)
doi: 10.1002/pssb.201100781
auf dem Cover von "physica status solidi b"
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Plasmonic nanoantennas can enhance the radiative decay rate of quantum emitters via the Purcell-effect. Similar to their radiofrequency equivalents, they can also direct the emitted light into preferential directions. In this paper we first investigate plasmonic Yagi-Uda antennas that are able to confine light to and direct light from subwavelength size volumes. Hence, enhanced transition rates and directed emission are expected when near-field coupling between quantum emitters and the antennas is achieved. Second, we present suitable techniques to couple different quantum systems to plasmonic antennas. We use top-down fabrication techniques to achieve positioning of individual quantum emitters relative to plasmonic nanostructures with an accuracy better than 10 nm. We assure a sufficiently small distance for an efficient near-field coupling of the transition dipole to the plasmonic nanoantenna, which is, however, large enough not to quench the transition. The hybrid system using quantum dots, molecules, or nitrogen-vacancy (NV)-centers in diamond can serve as an efficient single photon source. It is suitable for high-speed information transfer at optical frequencies on the nanoscale for future applications.
Spectral Shifts in Optical Nanoantenna Enhanced Hydrogen Sensor
A. Tittl, C. Kremers, J. Dorfmüller, D. N. Chigrin, and H. Giessen
Opt. Mater. Express 2, 2, pp. 111-118 (2012)
doi: 10.1364/OME.2.000111
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In this work, we numerically investigate the nature of spectral shifts in antenna-enhanced hydrogen sensing geometries consisting of a gold bowtie antenna next to a palladium nanodisk. We find through extensive finite element (FEM) simulations that the hydrogen-induced spectral behavior of the system is governed by two competing effects: a small blueshift caused by dielectric function changes in the palladium and a much stronger redshift due to an expansion of the palladium lattice. Our findings enable the accurate numerical characterization and especially the optimization of sensitive antenna-enhanced hydrogen sensors. As a first application, we calculate the performance improvement of gap antennas compared to single cut-wire antenna elements.
Magnetic plasmon formation and propagation in artificial aromatic molecules
N. Liu, S. Mukherjee, K. Bao, L. V. Brown, J. Dorfmüller, P. Nordlander, and N. J. Halas
Nano Lett. 12, 1, pp. 364-369 (2012)
doi: 10.1021/nl203641z
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The plasmonic properties of coupled metallic nanostructures are understood through the analogy between their collective plasmon modes and the electronic orbitals of corresponding molecules. Here we expand this analogy to planar arrangements of plasmonic nanostructures whose magnetic plasmons directly resemble the delocalized orbitals of aromatic hydrocarbon molecules. The heptamer structure serves as a benzene-like building block for a family of plasmonic artificial aromatic analogs with fused ring structures. Antiphase magnetic plasmons are excited in adjacent fused heptamer units, which for a linear multiheptamer structure is a behavior controlled by the number of units in the structure. This antiphase coupling gives rise to plasmonic “antiferromagnetic” behavior in multiple repeated heptamer structures, supporting the propagation of low-loss magnetic plasmons in this new waveguide geometry.
Long-distance Indirect Excitation of Nanoplasmonic Resonances
W. Khunsin, B. Brian, J. Dorfmüller, M. Eßlinger, R. Vogelgesang, C. Etrich, C. Rockstuhl, A. Dmitriev, and K. Kern
Nano Lett. 11, 7, pp. 27652769 (2011)
doi: 10.1021/nl201043v
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In nanoscopic systems, size, geometry, and arrangement are the crucial determinants of the light-matter interaction and resulting nanoparticles excitation. At optical frequencies, one of the most prominent examples is the excitation of localized surface plasmon polaritons, where the electromagnetic radiation is coupled to the confined charge density oscillations. Here, we show that beyond direct near- and far-field excitation, a long-range, indirect mode of particle excitation is available in nanoplasmonic systems. In particular, in amorphous arrays of plasmonic nanodiscs we find strong collective and coherent influence on each particle from its entire active neighborhood. This dependency of the local field response on excitation conditions at distant areas brings exciting possibilities to engineer enhanced electromagnetic fields through controlled, spatially configured illumination.
Near-field Dynamics of Optical Yagi-Uda Nanoantennas
J. Dorfmüller, D. Drégely, M. Eßlinger, W. Khunsin, R. Vogelgesang, K. Kern, and H. Giessen
Nano Lett. 11, 7, pp. 28192824 (2011)
doi: 10.1021/nl201184n
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We present near-field measurements of optical Yagi-Uda nanoantennas that are used in receiving mode. The eigenmode imaging of amplitude and phase by apertureless scanning near-field optical microscopy allows us to investigate the dynamics of the local out-of-plane electric field components and to visualize the temporal evolution of this time-harmonic reception process. The antenna directionality manifests itself by the dependence of the local field enhancement at the feed element on the illumination direction. Simulations taking into account the substrate confirm our observation of the directionality. Our work demonstrates the possibility to characterize multielement nanoantennas by electromagnetic antenna near-field scanners.
3D optical Yagi-Uda nanoantenna-array
D. Drégely, R. Taubert, J. Dorfmüller, R. Vogelgesang, K. Kern, and H. Giessen
Nat. Commun. 2, 267 (2011)
doi: 10.1038/ncomms1268
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Future photonic circuits with the capability of high-speed data processing at optical frequencies will rely on the implementation of efficient emitters and detectors on the nanoscale. Towards this goal, bridging the size mismatch between optical radiation and subwavelength emitters or detectors by optical nanoantennas is a subject of current research in the field of plasmonics. Here we introduce an array of three-dimensional optical Yagi-Uda antennas, fabricated using top-down fabrication techniques combined with layer-by-layer processing. We show that the concepts of radiofrequency antenna arrays can be applied to the optical regime proving superior directional properties compared with a single planar optical antenna, particularly for emission and reception into the third dimension. Measuring the optical properties of the structure reveals that impinging light on the array is efficiently absorbed on the subwavelength scale because of the high directivity. Moreover, we show in simulations that combining the array with suitable feeding circuits gives rise to the prospect of beam steering at optical wavelengths.
Surface plasmon coupling to nanoscale Schottky-type electrical detectors
T. Dufaux, J. Dorfmüller, R. Vogelgesang, M. Burghard, and K. Kern
Appl. Phys. Lett. 97, 16, 161110 (2010)
doi: 10.1063/1.3503534
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We have investigated the near-field coupling of surface plasmons to a titanium/CdS nanowire interface for two different device configurations. A bare aluminum grating on an underlying aluminum layer exhibited the expected stronger electrical signal for perpendicular versus parallel light polarization. An opposite intensity ratio was detected when the grating and the Schottky contact are connected via an aluminum-silica-aluminum sandwich structure. Based upon finite difference time domain device simulations, the enhanced coupling for parallel polarization is attributed to the emergence of a transversal electric wave within the metal-insulator-metal structure.
Plasmonic Nanowire Antennas: Experiment, Simulation, and Theory
J. Dorfmüller, R. Vogelgesang, W. Khunsin, C. Rockstuhl, C. Etrich, and K. Kern
Nano Lett. 10, 9, pp. 3596-3603 (2010)
doi: 10.1021/nl101921y
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Recent advances in nanolithography have allowed shifting of the resonance frequency of antennas into the optical and visible wavelength range with potential applications, for example, in single molecule spectroscopy by fluorescence and directionality enhancement of molecules. Despite such great promise, the analytical means to describe the properties of optical antennas is still lacking. As the phase velocity of currents at optical frequencies in metals is much below the speed of light, standard radio frequency (RF) antenna theory does not apply directly. For the fundamental linear wire antenna, we present an analytical description that overcomes this shortage and reveals profound differences between RF and plasmonic antennas. It is fully supported by apertureless scanning near-field optical microscope measurements and finite-difference time-domain simulations. This theory is a starting point for the development of analytical models of more complex antenna structures.
Large scale simulations in the realm of nanooptics
C. Rockstuhl, C. Etrich, C. Helgert, C. Menzel, T. Paul, S. Fahr, T. Pertsch, J. Dorfmüller, R. Esteban, W. Khunsin, R. Vogelgesang, K. Kern, A. Dmitriev, K. Bittkau, T. Beckers, R. Carius, and F. Lederer
Proc. SPIE 7604, 76040D (2010)
doi: 10.1117/12.841700
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The realm of nanooptics is usually characterized by the interaction of light with structures having relevant feature sizes much smaller than the wavelength. To model such problems, a large variety of methods exists. However, most of them either require a periodic arrangement of a unit cell or can handle only single entities. But there exists a great variety of functional devices which may have either a spatial extent much larger than the wavelength and which comprise structural details with sizes in the order of a fraction of the wavelength or they may consist of an amorphous arrangement of strongly scattering entities. Such structures require large scale simulations where the fine details are retained. In this contribution we outline our latest research on such devices and detail the computational peculiarities we have to overcome. Presenting several examples, we show how simulations support the physical understanding of these devices. Examples are randomly textured surfaces used for solar cells, where guided modes excited in the light absorbing layers strongly affect the solar cell efficiency, amorphous metamaterials and stochastically arranged nanoantennas. The usage of computational experiments will be motivated by the unprecedented insight into the functionality of such components.
Plasmonic Activity of Large-Area Gold Nanodot Arrays on Arbitrary Substrates
M. Mäder, T. Höche, J. W. Gerlach, S. Perlt, J. Dorfmüller, M. Saliba, R. Vogelgesang, K. Kern, and B. Rauschenbach
Nano Lett. 10, 1, pp. 47-51 (2010)
doi: 10.1021/nl903633z
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Highly efficient fabrication of well-ordered, embedded gold nanodot matrices using diffraction mask projection laser ablation is demonstrated. These gold nanodot arrays are ideally generated onto sapphire substrates but do also form onto AlOx thin films, enabling the application to arbitrary bulk substrates. Well-ordered gold dots become embedded into the Al2O3 substrate during the process, thus improving their mechanical stability, chemical inertness, and technological compliance. Such substrates may be useful, for example, to enhance solar-cell efficiency by surface plasmons or as convenient, biocompatible focusing elements in nearfield optical tweezers.
Fabry-Pérot Resonances in One-Dimensional Plasmonic Nanostructures
J. Dorfmüller, R. Vogelgesang, R. T. Weitz, C. Rockstuhl, C. Etrich, T. Pertsch, F. Lederer, and K. Kern
Nano Lett. 9, 6, pp. 2372-2377 (2009)
doi: 10.1021/nl900900r
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We study the near-field optical behavior of Fabry-Pérot resonances in thin metal nanowires, also referred to as quasi one-dimensional plasmonic nanoantennas. From eigenmodes well beyond quadrupolar order we extract both, propagation constant and reflection phase of the guided surface plasmon polariton with superb accuracy. The combined symmetry breaking effects of oblique illumination and retardation allow the excitation of dipole forbidden, even order resonances. All measurements are supported by rigorous simulations of the experimental situation.
Direct Near-Field Optical Imaging of Higher Order Plasmonic Resonances
R. Esteban, R. Vogelgesang, J. Dorfmüller, A. Dmitriev, C. Rockstuhl, C. Etrich, and K. Kern
Nano Lett. 8, 10, pp. 3155-3159 (2008)
doi: 10.1021/nl801396r
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We map in real space and by purely optical means near-field optical information of localized surface plasmon polariton (LSPP) resonances excited in nanoscopic particles. We demonstrate that careful polarization control enables apertureless scanning near-field optical microscopy (aSNOM) to image dipolar and quadrupolar LSPPs of the bare sample with high fidelity in both amplitude and phase. This establishes a routine method for in situ optical microscopy of plasmonic and other resonant structures under ambient conditions.
Plasmonic nanostructures in aperture-less scanning near-field optical microscopy (aSNOM)
R. Vogelgesang, J. Dorfmüller, R. Esteban, R. T. Weitz, A. Dmitriev, and K. Kern
Phys. Status Solidi B 245, 10, pp. 2255-2260 (2008)
doi: 10.1002/pssb.200879617
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Apertureless scanning near-field optical microscopy offers superb spatial resolution, but interpreting the recoreded signal can still be a challenge. Especially images of eigenmodes in plasmonic nanostructures are very often obscured by concurrent scattering from the tip and/or coupling effects in hte tip sample system. We show here how the use of orthogonal polarizations in excitation and detection affords us with an elegant method to map near-fields of plasmonic eignenmodes and other optical phenomenta. We demonstrated with a variety of samples possible applications of this cross-polarization scheme, such as verification of functional nanooptical structures, systematic studies of localized and propagating plasmonic eignenmodes, and their susceptibility to disturbance from structural defects.
Amplitude- and phase-resolved optical near fields of split-ring-resonator-based metamaterials
T. Zentgraf, J. Dorfmüller, C. Rockstuhl, C. Etrich, R. Vogelgesang, K. Kern, T. Pertsch, F. Lederer, and H. Giessen
Opt. Lett. 33, 8, pp. 848-850 (2008)
doi: 10.1364/OL.33.000848
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We investigate the local optical response of split-ring resonator-(SRR)-based metamaterials with an apertureless scanning near-field optical microscope. By mapping the near fields of suitably resonant micrometersized SRRs in the near-infrared spectral region with an uncoated silicon tip, we obtain a spatial resolution of better than λ/50. The experimental results confirm numerical predictions of the near-field excitations of SRRs. Combining experimental near-field optical studies with near- and far-field optical simulations provides a detailed understanding of resonance mechanisms in subwavelength structures and will facilitate an efficient approach to improved designs.
Electronic-Band-Structure Mapping of Nanotube Transistors by Scanning Photocurrent Microscopy
E. J. H. Lee, K. Balasubramanian, J. Dorfmüller, R. Vogelgesang, N. Fu, A. Mews, M. Burghard, and K. Kern
Small 3, 12, pp. 2038-2042 (2007)
doi: 10.1002/smll.200700418
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Carbon-nanotube field-effect transistors are characterised using scanning photocurrent microscopy. The photocurrent response (see image), reflecting the strength of the local built-in electric field, depends on the applied source-drain bias and the charge-transport regime adjusted by the back-gate voltage. Such measurements enable the extraction of electronic band-structure profiles corresponding to the different operation conditions.
Buchkapitel
Fabrication, characterization and applications of optical antenna arrays
D. Drégely, J. Dorfmüller, M. Hentschel, and H. Giessen
in: Optical Antennas, editiert von M. Agio and A. Alú, Cambridge University Press (2013)
ISBN: 978-1-107-01414-5
Arbeiten
Optical Wire Antennas: Near-Field Imaging, Modeling and Emission Patterns
J. Dorfmüller
Doktorarbeit, EPF Lausanne (2010)
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Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Eigenschaften linearer optischer Antennen. Wir untersuchen sie dazu mit aperturloser, nahfeldoptischer Mikroskopie, einer Technik, die durch Ausnutzung des Feldverstärkungseffekts am Apex einer scharfen Spitze eine sehr hohe laterale Auflösung weit jenseits des optischen Beugungslimits erreicht. Ein interferometrisches Messverfahren ermöglicht sowohl die Nahfeldintensität als auch die optische Phase zu messen. Durch Beleuchtung mit s-polarisiertem Licht und Detektion der p-polarisierten Komponente des zurückgestreuten Lichtes können wir die senkrechte Feldkomponente des elektrischen Nahfeldes abbilden. Durch Optimierung der Polarisator und Analysator Stellung in unserer Kreuzpolarisationstechnik eliminieren wir störende Hintergrundsignale aus unseren Eigenmodenabbildungen. Durch Vergleiche mit Simulationen, die die Messspitze außer Acht lassen, zeigen wir, dass unsere Messmethode kaum Einfluss auf die Eigenmoden hat.
Bei den untersuchten Proben handelt es sich um Goldnanodraht-Arrays die durch Elektronenstrahllithographie hergestellt wurden. In unseren Nahfeldbildern können wir die Schwingungsbäuche der Plasmonresonanzen direkt beobachten. Die Resonanzen lassen sich verstehen indem man die Drähte als eindimensionale Fabry-Pérot Resonatoren beschreibt. Die Resonanzordnung ist gegeben durch die Anzahl der Knoten zwischen den Bäuchen. Aus Resonanzen weit jenseits der Quadrupol-Mode bestimmen wir sowohl die Propagationskonstante als auch die Reflektionsphase des geleiteten Oberflächenplasmons. Die Brechung der Beleuchtungssymmetrie durch einen streifenden Einfall des Lichtes und durch Retardationseffekte ermöglicht es auch Resonanzmoden anzuregen die eigentlich Dipol-verboten sind. Durch systematisches variieren des Beleuchtungswinkels gelingt es uns die Empfangs- und Sendecharakteristik der Drahtantennen zu bestimmen.
Um diese Charakteristiken besser zu verstehen entwickeln wir ein analytisches Modell. Während Radiofrequenz-Antennentheorien nur Oberflächenströme berücksichtigen, geht unsere Theorie von Volumenströmen aus. Die Gleichungen beschreiben sowohl die Resonatoreigenschaften als auch die Antenneneigenschaften der Drähte korrekt. Mit nur vier, physikalisch motivierten, Parametern gelingt es uns sowohl gemessene als auch simulierte Daten zu fitten. Das Modell erlaubt uns auch die Unterschiede zwischen Radiofrequenzantennen und plasmonischen Antennen klar abzugrenzen. Da die Theorie sowohl die relative Intensität als auch die Phase von an Nano-Drähten gestreutem Licht vorhersagen kann, hat sie viel Potential für die zukünftige Forschung.
Implementation of an Apertureless Scanning Near-Field Optical Microscope for the Infrared Spectrum
J. Dorfmüller
Diplomarbeit, Universität Konstanz (2006)
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In dieser Arbeit wird ein neues, aperturloses, nahfeldoptisches Mikroskop beschrieben, das optische Eigenschaften einer Oberfläche mit einer besseren Auflösung als 50 nm in einem gro?n, infraroten Spektralbereich messen kann.
Um das hohe Auflösungsvermögen jenseits der Beugungsbegrenzung zu erreichen, wird das lokale elektromagnetische Feld mit der scharfen Spitze eines Rasterkraftmikroskops (RKM) untersucht. Ein Dauerstrich-Laser wird auf die metallbeschichtete oder dielektrische Spitze des RKM, die einen Apex-Radius von ungefähr 10 nm hat, fokussiert. Ein Referenzstrahl mit der selben Wellenlänge wird zu dem zurückgestreuten Licht gemischt und wird danach von einer InSb-Diode detektiert. Dieses interferometrische System verstärkt das Signal und ermöglicht die Messung der Amplitude und der Phase des zurückgestreuten Lichts. Das gemessene Signal wird zum einen von dem Nahfeld-Information tragenden, in der Nähe des Apex gestreuten Lichts, beeinflusst. Zum größeren Teil besteht das Signal aber aus einer Hintergrundkomponente, die von Licht herrührt, das am Rest der Spitze und der Probe gestreut wurde. Um das Hintergrundsignal zu unterdrücken, wird das RKM im Nicht-Kontakt-Modus mit kleiner Schwingungsamplitude verwendet und das gemessene Signal mit einem Lock-In-Verstärker bei einer höheren Harmonischen der Schwingungsfrequenz der Spitze demoduliert. Durch das Abrastern der Probe unter der Spitze werden Informationen sowohl über das Nahfeld als auch die Topografie der Probe gewonnen.
Die Abdeckung eines gro?n Spektralbereichs wird durch einen Dauerstrahl-optischparametrischen-Oszillator (OPO) als Lichtquelle erreicht. Der OPO wurde genau charakterisiert und verleiht dem Instrument die Fähigkeit, in einem Wellenlängenbereich von 1.5 bis 3.8 μm, mit einer kleinen Lücke zwischen 2.0 und 2.3 μm, Bilder aufzunehmen. Durch die Verwendung von sphärischen Spiegeln statt Linsen ist der Aufbau nahezu achromatisch.
Um die Funktionsfähigkeit des neuen Instruments nachzuweisen, werden zwei Glasproben mit Goldstrukturen, die kleiner als die Wellenlänge sind, untersucht. Mit der ersten Probe, einer Testprobe, wird gezeigt, dass das Instrument die Fähigkeit besitzt, Materialkontrast mit einer besseren Auflösung als 50 nm abzubilden. Als Zweites werden Split-Ring-Resonatoren, die bei der Forschung nach Materialien mit negativem Brechungsindex von Interesse sind, untersucht. Das Mikroskop zeigt dabei seine Fähigkeit, die optischen Nahfelder von plasmonisch resonanten Strukturen zu kartographieren.
Radar Meteorology with a 54.1 MHz Boundary Layer Radar
J. Dorfmüller
Semesterarbeit, University of Adelaide (2002)
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The principles of radar meteorology are shown. A radar set measures distances and velocities of objects using radio waves. By measuring the diffraction pattern of clear air backscattering it is possible to measure the wind velocities in all three directions. Different Atmospheric phenomena have different signal patterns. These patterns are correlated to surface data and data from soundings. The signal of a cold front and a high pressure region are examined in more detail in this report. A cold front shows a weakening in the signal strength and a change in the wind direction. At the front of a cold front an upward motion of the air is observed, in the cold front a strong downward movement. A high pressure region shows a large pattern scale of the diffraction pattern.
Patentanträge
Verfahren zur Positionierung eines bildaufnehmenden Elements zu optischen Einrichtung und Verwendung des Verfahrens
J. Dorfmüller, R. Dootz; Robert Bosch GmbH
Anmeldetag: 09.10.2014; Offenlegungsschrift DE 10 2014 220 519 A1
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierung eines bildaufnehmenden Elements zu einer optischen Einrichtung, bei dem ein Referenzbild über die optische Einrichtung als Bild auf dem bildaufnehmenden Element erzeugt wird, wobei an mehreren Stellen des bildaufnehmenden Elements Daten des Bildes bezüglich eines Kriteriums mittels einer Auswerteeinrichtung ausgewertet werden, wobei in einem ersten Durchgang die Position der optischen Einrichtung oder des bildaufnehmenden Elements relativ zu dem bildaufnehmenden Element oder der optischen Einrichtung von einer ersten Position in eine zweite Position verstellt wird, wobei während der Verstellung zwischen der ersten in die zweite Position Daten des Bilds an den mehreren Stellen des bildaufnehmenden Elements erfasst und der Auswerteeinrichtung zugeführt werden, wobei in der Auswerteeinrichtung Grenzwerte für das Kriterium bezüglich jeder Stelle des Bilds abgespeichert sind, wobei anschließend die optische Einrichtung oder das bildaufnehmende Element bei Nichterreichen der Grenzwerte an den Stellen in eine gegenüber der ersten Stellung veränderte erste Position zur Durchführung wenigstens eines weiteren Durchgangs positioniert wird, wobei die veränderte erste Position aufgrund der Daten des Bildes bei dem zuletzt gemachten Durchgangs bestimmt wird, und wobei eine derartige Anzahl von Durchgängen durchgeführt wird, bis sich die Daten des Bildes zumindest im Wesentlichen nicht mehr ändern.
Verfahren und Vorrichtung zum Positionieren einer optischen Einrichtung zu einem bildaufnehmenden Element
S. Rindle, M. Maier, M. Henke, U. Apel, M. Reinhold, G. Franz, R. Dootz, J. Dorfmüller, P. Preller; Robert Bosch GmbH
Anmeldetag: 27.10.2014; Offenlegungsschrift DE 10 2014 221 757 A1
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren einer optischen Einrichtung zu einem bildaufnehmenden Element oder umgekehrt, wobei ein elektromagnetisches Referenzsignal durch die optische Einrichtung auf das bildaufnehmende Element abgestrahlt wird, und wobei das von der optischen Einrichtung empfangene Signal des Referenzsignals zumindest mittelbar ausgewertet wird, um daraus die Position zwischen der optischen Einrichtung und dem bildaufnehmenden Element zu bestimmen, und mit Mitteln zum Verstellen der optischen Einrichtung relativ zum bildaufnehmenden Element oder umgekehrt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die optische Einrichtung das Referenzsignal zumindest teilweise reflektiert und das reflektierte Signal nach Durchgang durch die optische Einrichtung erfasst und ausgewertet wird.
Vorrichtung für ein optisches Sensorelement, optisches Sensorelement und Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung für ein optisches Sensorelement
N. Bauer, S. Rindle, M. Maier, J. Dorfmüller, U. Apel, M. Reinhold, G. Franz; Robert Bosch GmbH
Anmeldetag: 11.12.2014; Offenlegungsschrift DE 10 2014 225 509 A1
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein optisches Sensorelement. Die Vorrichtung umfasst ein Objektiv, wobei das Objektiv zumindest einen konvex ausgeformten Außenwandabschnitt einer Außenwand des Objektivs aufweist, und eine Hülse für eine bewegliche Lagerung des Objektivs, wobei die Hülse zumindest einen konkav ausgeformten Innenwandabschnitt einer Innenwand der Hülse aufweist, wobei der konkav ausgeformte Innenwandabschnitt der Hülse ausgebildet sind, um den konvex ausgeformten Außenwandabschnitt des Objektivs aufzunehmen.
Fertigung von Kameras mit verminderter Ausschussquote
J. Dorfmüller; Robert Bosch GmbH
Anmeldetag: 10.03.2020; Offenlegungsschrift DE 10 2021 202 312 A1
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Verfahren zur Fertigung einer Kamera mit den Schritten:
•es werden vorgefertigte Bauteile (2a, 2b) bereitgestellt;
mindestens zwei dieser vorgefertigten Bauteile (2a, 2b) werden zueinander nach Maßgabe mindestens eines vorgegebenen Optimalitätskriteriums justiert;
•diese Bauteile (2a, 2b) werden im justierten Zustand miteinander verklebt, wobei zusätzlich;
•Vorab-Daten (4a, 4b), die ein konkretes Exemplar (2a1-2a5, 2b1- 2b5) mindestens eines der vorgefertigten Bauteile (2a, 2b) charakterisieren, und/oder Messdaten in Bezug auf die optische Leistung der Kombination der zueinander justierten Bauteile (2a, 2b), von einem trainierten Machine Learning-Modell auf eine Prognose für die optische Leistung abgebildet werden, die die Kamera liefern wird, nachdem sie nach dem Verkleben mindestens einen weiteren Fertigungsschritt durchlaufen hat; und
•diese Prognose als Feedback für eine Einwirkung auf den Fertigungsprozess herangezogen wird.
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