Forschende entwickeln eine Metafaser mit variabler Fokussierung

Forschende am Leibniz-IPHT haben eine Metafaser entwickelt, deren Fokus sich allein durch die Lichtintensität verändern lässt. Dieser Ansatz ermöglicht es, optische Systeme zu miniaturisieren und dynamisch anzupassen.

Die Metafaser basiert auf einer Doppelkernfaser, deren Endfläche mit einem 3D-nanogedruckten Hologramm versehen ist. In beiden Kernen kann die Lichtleistung unabhängig voneinander variiert werden. Ändert sich das Verhältnis der Leistungen, verschiebt sich der Brennpunkt des austretenden Lichts, ohne ­mechanische Elemente.

„Wir nutzen Licht, um Licht zu steuern“, erklärt Prof. Dr. Markus Schmidt, Leiter der Forschungsabteilung Faserphotonik am Leibniz-IPHT. „Das erlaubt eine ultraschnelle und präzise Fokusanpassung und ist ideal für Anwendungen, bei denen klassische Linsen zu langsam oder zu groß wären.“ Die Struktur auf der Faseroberfläche wurde mittels 3D-Nanodruck am Leibniz-IPHT gefertigt, die Fertigung der Doppelkernfaser übernahm das Team des Kompetenzzentrums für Spezialfaseroptik (KSF).

Neuer Ansatz für kompakte Optiksysteme

Die Forschenden zeigen, dass sich der Fokuspunkt mit dieser Methode über mehrere Mikrometer verschieben lässt, in Echtzeit und mit hoher Präzision. Dies eröffnet neue Perspektiven für Mikroskopie, optische Datenübertragung und adaptive Fasersensorik, bei denen sich Messpunkte oder Fokuslagen dynamisch anpassen müssen.

„Das Besondere an diesem Konzept ist seine Einfachheit“, sagt Markus Schmidt. „Es zeigt, dass sich komplexe optische Funktionen ohne zusätzliche Mechanik direkt in eine Glasfaser integrieren lassen.“

Original-Publikation: https://doi.org/10.1038/s41377-025-01903-0