Schnelle Flächenlichtmodulation in Amplitude und Phase auf Basis diffraktiver Kippspiegelarrays

Starke Lichtstreuung in biologischen Geweben im sichtbaren Spektralbereich stellt eine grundlegende Beschränkung in den Lebenswissenschaften dar. In jüngster Vergangenheit wurden intensiv Ansätze zur Bildgebung und Photomanipulation bei starker Lichtstreuung in opaken Medien entwickelt. Diese können neuartige Messverfahren und Fototherapien ermöglichen. Dabei verlangen Methoden wie Wavefront Shaping und Optische Phasenkonjugation nach bisher nur vereinzelt erreichbaren Leistungsparametern in der Flächenlichtmodulation. So verändern beispielsweise lebende biologische Gewebe ihre Streueigenschaften innerhalb von Millisekunden. Daher erfordert ihre Überwindung Flächenlichtmodulatoren mit Bildwiederholraten im kHz-Bereich. Gleichzeitig sind Auflösungen mit 10.000 Pixeln und mehr erforderlich. Vor diesem Hintergrund diskutieren wir ein optisches Systemkonzept auf Basis diffraktiver Kippspiegelarrays zur Modulation von Licht in Amplitude und Phase. Wir illustrieren die Potenziale des neuen Konzepts und gehen auf technische Randbedingungen auf Basis numerischer Simulationen ein. Unser Beitrag gibt einen Ausblick auf die erreichbaren Leistungsparameter und geplante Entwicklungsarbeiten.