Vektorieller Mikroscannerspiegel mit integrierter Positionssensorik zur schnellen Strahlpositionierung eines Therapielasers

Abstract:
Im Beitrag wird ein neuartiger vektorieller MEMS-Scannerspiegel mit integrierter Positionssensorik vorgestellt. Der vektorielle MEMS-Scanner wurde speziell für die Anforderungen eines kompakten therapeutischen Photokoagulations-Lasersystems zur Behandlung von Augenerkrankungen der Netzhaut optimiert. Dieses erfordert ein hochminiaturisiertes MEMS-Scansystem zur schnellen vektoriellen Strahlpositionierung mit einer Positionierzeit von ≤ 5ms. Der quasistatische 2D-Antrieb des vorgestellten 2D-MEMS-Scannerspiegels basiert auf elektrostatischen vertikalen Kammaktoren in Kombination mit einer nichtkardanischen Aufhängung der 2,2 mm großen kreisförmigen Spiegelplatte. Zur Regelung der Strahlposition sind piezoresistive Positionssensoren in das MEMS-Design integriert. Der MEMS-Scanner besitzt Eigenfrequenzen von 1kHz und mechanische Kippwinkel von ±2Grad für beide Scan-Achsen. Für hohe Laserleistungen von >1,5W CW bei 519nm Wellenlänge kommen hochreflektierende optische Beschichtungen mit R ≥ 98% zur Anwendung.