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Dokumentenidentifikation DE602004004107T2 18.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001625425
Titel VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM AUSHÄRTEN VON UV-HÄRTBAREN MONOMER- UND POLYMERMISCHUNGEN, DIE VOR UV-STRAHLUNG GESCHÜTZT SIND
Anmelder Ophthonix, Inc., San Diego, Calif., US
Erfinder LAI, Shui, T., Encinitas, California 92024, US
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Aktenzeichen 602004004107
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.05.2004
EP-Aktenzeichen 047527817
WO-Anmeldetag 19.05.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/US2004/015828
WO-Veröffentlichungsnummer 2004106990
WO-Veröffentlichungsdatum 09.12.2004
EP-Offenlegungsdatum 15.02.2006
EP date of grant 03.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse G02B 1/04(2006.01)A, F, I, 20061205, B, H, EP
IPC-Nebenklasse C08F 2/48(2006.01)A, L, I, 20061205, B, H, EP   C08F 2/50(2006.01)A, L, I, 20061205, B, H, EP   G02C 7/02(2006.01)A, L, I, 20061205, B, H, EP   G02C 7/04(2006.01)A, L, I, 20061205, B, H, EP   G02B 27/00(2006.01)A, L, I, 20061205, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren zur Härtung von UV-härtbaren Monomeren und Monomer/Polymer-Gemischen, die sich in einer Umgebung befinden, in der sie vor UV-Strahlung geschützt sind.

Beschreibung des Standes der Technik

Die US-Patentanmeldung Nr. 2002-0080464 offenbart einen Wellenfrontaberrator, der eine polymerisierbare Zusammensetzung in einer Schicht umfasst, die sandwichartig zwischen einem Paar von transparenten Platten eingeschlossen ist. Der Brechungsindex der polymerisierbaren Zusammensetzung kann als Funktion der Position über die Schicht gesteuert werden, indem man den Polymerisationsgrad steuert. Die Härtung der polymerisierbaren Zusammensetzung kann durch Einwirkung von Licht, wie ultraviolettem (UV) Licht, erfolgen. Die Einwirkung von Licht kann über die Oberfläche der polymerisierbaren Zusammensetzung variiert werden, so dass ein besonderes und einzigartiges Brechungsindexprofil entsteht. Nach der Einwirkung des Lichts enthält die Schicht aus der polymerisierbaren Zusammensetzung typischerweise sowohl gehärtete als auch ungehärtete Bereiche.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Da UV-Licht verwendet wird, um die in dem in US-Patentanmeldung Nr. 2002-0080464 beschriebenen Wellenfrontaberrator verwendete Schicht aus polymerisierbarer Zusammensetzung zu härten, wurde in praxistauglichen Ausführungsformen die polymerisierbare Zusammensetzung sandwichartig zwischen Platten eingeschlossen, die für UV-Licht transparent sind. Es zeigte sich jedoch, dass die Leistungsfähigkeit des Wellenfrontaberrators mit der Zeit etwas abnimmt, insbesondere nach Einwirkung von UV-Strahlung während längerer Zeiträume. Vermutlich ist diese Abnahme auf die Belichtung ungehärteter Bereiche innerhalb der polymerisierbaren Zusammensetzung mit dem UV-Licht zurückzuführen, was zu einer unerwünschten weiteren Polymerisation der polymerisierbaren Zusammensetzung führt. Die polymerisierbare Zusammensetzung kann zwischen den transparenten Platten unter Bildung des Wellenfrontaberrators gehärtet werden, und dann können die Platten beschichtet oder behandelt werden, um weiteres UV-Licht zu blockieren, so dass es die ungehärteten Bereiche der polymerisierbaren Zusammensetzung nicht erreicht, aber solche Beschichtungen erhöhen die Kosten und sind nicht vollständig effektiv. Vor dieser Erfindung wurde vermutet, dass die Platten UV-transparent sein müssen, um die Härtung der polymerisierbaren Zusammensetzung in einer kommerziell bedeutsamen Weise durchführen zu können.

Es hat sich jetzt gezeigt, dass die Platten nicht UV-transparent zu sein brauchen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die polymerisierbare Zusammensetzung sandwichartig zwischen Platten eingeschlossen, die UV-Licht stark absorbieren, aber ansonsten im Wesentlichen transparent für optische Strahlung sind. Die polymerisierbare Zusammensetzung enthält ein nichtlineares optisches (NLO) Material, das UV-Photonen erzeugt, wenn es durch intensive sichtbare Strahlung oder Strahlung im nahen Infrarot (IR) aktiviert wird, und so die Polymerisation einleitet. Das nichtlineare optische Material zeigt eine Summenfrequenzerzeugung (SFG), wobei zwei sichtbare Photonen mit relativ niedriger Energie zu einem UV-Photon mit höherer Energie kombiniert werden. Somit wird vorzugsweise ein Laserstrahl im Sichtbaren oder im nahen IR verwendet, um das NLO-Material zu bestrahlen, was bewirkt, dass es UV-Strahlung emittiert, die die Härtung einer polymerisierbaren Zusammensetzung einleitet. Das nichtlineare Material kann ein Polymerisationsinitiator, eines der Monomere oder Polymere in der Schicht oder ein Additiv sein. Seine Funktion besteht darin, sichtbare oder infrarote Photonen zu absorbieren und sie in UV-Photonen der gewünschten Wellenlänge umzuwandeln, um den Polymerisationsvorgang einzuleiten und dadurch die Schicht aus der polymerisierbaren Zusammensetzung zu härten, so dass ein optisches Element, vorzugsweise ein Wellenfrontaberrator, entsteht.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements angegeben, das Folgendes umfasst: das Bereitstellen einer polymerisierbaren Zusammensetzung, die sandwichartig zwischen einer ersten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte und einer zweiten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte eingeschlossen ist, wobei die polymerisierbare Zusammensetzung ein nichtlineares optisches Material umfasst, und das Bestrahlen der polymerisierbaren Zusammensetzung, so dass wenigstens ein Teil der polymerisierbaren Zusammensetzung polymerisiert wird und dabei ein optisches Element entsteht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines Wellenfrontaberrators angegeben, das Folgendes umfasst: das Bereitstellen einer Thiol-En-Zusammensetzung, die sandwichartig zwischen einer ersten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte und einer zweiten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte eingeschlossen ist, wobei die Thiol-En-Zusammensetzung ein nichtlineares optisches Material umfasst, und das Bestrahlen der Thiol-En-Zusammensetzung mit einem optischen Laser, so dass wenigstens ein Teil der Thiol-En-Zusammensetzung polymerisiert wird und dabei ein Wellenfrontaberrator entsteht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein optisches Element bereitgestellt, das eine polymerisierbare Zusammensetzung umfasst, die sandwichartig zwischen einer ersten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte und einer zweiten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte eingeschlossen ist, wobei die polymerisierbare Zusammensetzung ein nichtlineares optisches Material umfasst.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein System zur Herstellung eines Wellenfrontaberrators bereitgestellt, das Folgendes umfasst: eine polymerisierbare Zusammensetzung, die sandwichartig zwischen einer ersten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte und einer zweiten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte eingeschlossen ist, wobei die polymerisierbare Zusammensetzung ein nichtlineares optisches Material umfasst; eine Laserquelle, die zum Bestrahlen der polymerisierbaren Zusammensetzung konfiguriert ist; eine Steuereinheit, die funktionell mit der Laserquelle verbunden ist und so konfiguriert ist, dass sie die Bestrahlung der polymerisierbaren Zusammensetzung steuert, wobei ein Wellenfrontaberrator entsteht.

Diese und andere Ausführungsformen werden im Folgenden ausführlicher beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Verschiedene Aspekte der Erfindung sind leicht aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen (nicht maßstabsgetreu) zu ersehen, die die Erfindung veranschaulichen und nicht einschränken sollen.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines optischen Elements, das zwei optisch transparente, UV-absorbierende Platten und eine Schicht aus einer polymerisierbaren Zusammensetzung, die sandwichartig zwischen den Platten eingeschlossen ist, umfasst.

2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines optischen Elements, wie es in 1 gezeigt ist, und veranschaulicht die Transmission von einfallender sichtbarer Strahlung durch die UV-absorbierenden Platten und das Blockieren der einfallenden UV-Strahlung durch die UV-absorbierenden Platten.

3 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Systems zur Herstellung eines optischen Elements, wie es in 1 gezeigt ist, und veranschaulicht die bevorzugte Fokussierung einer Quelle für einfallende Strahlung.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Bevorzugte Ausführungsformen erlauben es, dass die Platten aus stark UV-blockierenden Materialien bestehen und/oder starke UV-Beschichtungen aufweisen. Zum Beispiel zeigt 1 einen schematischen Querschnitt eines optischen Elements 100, das zwei optisch transparente Platten 110, 120 und eine sandwichartig zwischen den Platten eingeschlossene Schicht 130 aus einer polymerisierbaren Zusammensetzung umfasst. Vorzugsweise hat das optische Element eine Dichtung 140, um das Monomer/Polymer innerhalb eines Volumens zwischen den Platten zu halten. Eine solche Dichtung kann ein Band mit doppelten klebrigen Flächen sein, so dass das Band ein Volumen und auch die Dicke der Monomerschicht definiert. Eine andere Dichtung ist ebenfalls möglich. Zum Beispiel kann eine Dichtung von einem schmalen Streifen eines gehärteten Polymers gebildet werden. Die zwei in 1 gezeigten optisch transparenten Platten 110, 120 sind flach, aber man wird sich darüber im Klaren sein, dass die Platten auch gekrümmt sein und/oder eine Brechkraft haben können; zum Beispiel können die Platten Linsen sein.

Die Platten sorgen für mechanischen Halt und erlauben es, dass das optische Element im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums im Wesentlichen transparent ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das optische Element ein Brillenglas. Zur Zeit gehören Polycarbonat und CR-39 zu den beliebtesten Materialien für ophthalmische Linsen auf dem Markt. Polycarbonat ist stark UV-absorbierend und hat eine Transmissionsschwelle von unter etwa 380 nm. CR-39 weist im jungfräulichen Material eine gewisse UV-Transmission auf. Die ophthalmische Qualität von CR-39 enthält jedoch ein UV-Absorbens, das hinzugefügt wird, um UV zum Nutzen des Patienten zu blockieren. Daher können optische Elemente unter Verwendung von Polycarbonat oder der ophthalmischen Qualität von CR-39, wenn sie gemäß der Beschreibung in der US-Patentanmeldung Nr. 2002-0080464 verwendet werden, unter den oben genannten Verschlechterungsproblemen leiden. Bevorzugte Ausführungsformen überwinden diese Schwierigkeit und erlauben es, dass die Platten aus UV-absorbierenden Materialien wie Polycarbonat und UV-blockierendem CR-39 sowie anderen UV-blockierenden Materialien bestehen.

In bevorzugten Ausführungsformen ist das optische Element ein Brillenglas, eine Kontaktlinse oder Intraokularlinse und kann hier als Wellenfrontaberrator, Wellenfrontaberrationskorrektor oder -kompensator bezeichnet werden. Der Zweck eines solchen Wellenfrontaberrators besteht darin, das Wellenfrontprofil eines durchgelassenen Lichtwelle so zu modifizieren, dass ein korrigiertes Wellenfrontprofil entsteht. Ein Beispiel für eine korrigierte Wellenfront ist eine ebene Welle, aber es kann sich auch um jedes andere vorbestimmte Profil handeln, vorzugsweise eines, das durch ein Zernike-Polynom oder Kombinationen von Zernike-Polynomen beschrieben werden kann. Der Wellenfrontaberrator 100 umfasst vorzugsweise eine Schicht 130 aus einer polymerisierbaren Zusammensetzung, die sandwichartig zwischen zwei optisch transparenten Platten 110, 120 eingeschlossen ist, wie es in 1 gezeigt ist. In einer Ausführungsform bestehen die optisch transparenten Platten 110, 120 aus einem UV-absorbierenden Material, vorzugsweise so, dass der Transmissionsgrad für UV-A- und UV-B-Banden kleiner als etwa 10–3 oder 3 in Extinktionseinheiten, besonders bevorzugt kleiner als etwa 10–5 oder 5 in Extinktionseinheiten, ist. Vorzugsweise absorbieren die Platten UV-Strahlung in einem solchen Ausmaß, dass keine nennenswerte Änderung des Brechungsindexprofil der Schicht 130 auftritt, wenn ein solches optisches Element während eines Zeitraums von etwa einem Jahr kontinuierlichem Tageslicht ausgesetzt wird. Wenn das optische Element draußen verwendet wird oder nur in 20% der Zeit eine UV-Bestrahlung erfährt, kann die Nutzungsdauer etwa 5 Jahre betragen, oder mehr mit einer UV-Blockierung, die größer als 10–5 ist.

2 zeigt einen Teil des Wellenfrontaberrators 100 (nicht maßstabsgetreu), bei dem die Schicht 130 aus polymerisierbarer Zusammensetzung sandwichartig zwischen den beiden transparenten Platten 110, 120 eingeschlossen ist. Ein UV-Laserstrahl 150, der auf die transparente Platte 110 auftrifft, wird von der Platte stark gedämpft, so dass wenig oder keine UV-Strahlung die Schicht 130 aus polymerisierbarer Zusammensetzung erreicht. Andererseits dringt ein sichtbarer oder infraroter Laserstrahl 160 in dieselbe transparente Platte 110 ein und erreicht das Innere der Schicht 130 aus polymerisierbarer Zusammensetzung. Die Schicht 130 aus polymerisierbarer Zusammensetzung umfasst ein nichtlineares optisches Material, und die Leistungsdichte des Strahls 160 liegt oberhalb eines Schwellenwerts, der es erlaubt, dass eine nichtlineare Umwandlung an einer Stelle 160 innerhalb der Schicht 130 stattfindet. Ein Zwei-Photonen-Vorgang findet an der Stelle 170 statt, während das nichtlineare optische Material zwei sichtbare Photonen absorbiert und ein UV-Photon 180 emittiert, dessen Energie gleich der Summe der Energien der sichtbaren Photonen ist. Das emittierte UV-Photon 180 leitet die Polymerisation in der Schicht 130 aus polymerisierbarer Zusammensetzung ein, wobei in der Nähe der Stelle 170 Polymer entsteht. Das UV-Photon 180 kann die Polymerisation direkt einleiten, z.B. durch Aktivieren eines Monomers, und/oder es kann die Polymerisation durch Aktivieren eines Initiators (z.B. eines Photoinitiators) einleiten, der wiederum die Polymerisation einleitet.

3 zeigt eine bevorzugte Konfiguration des Systems, das den Laserstrahl 160 fokussiert. Eine Laserquelle 200 sorgt für eine maximale Strahlleistungsdichte am Strahlbrennpunkt 190 oder der Strahltaille. Zwei-Photonen-Absorption ist eine Funktion der zweiten Potenz der Photonendichte. Eine bevorzugte fokussierende Konfiguration hat einen großen Kegelwinkel, so dass die Photonendichte an der Strahltaille stark lokalisiert ist. Da der Zwei-Photonen-Vorgang eine quadratische Abhängigkeit von der Leistungsdichte hat, ist der nichtlineare Vorgang auf die Strahltaille beschränkt, und bei dieser Ausführungsform wird nur sehr wenig nichtlineare Aktivität außerhalb der Strahltaille erzeugt. In einer Ausführungsform kann die Laserquelle 200 den Strahlbrennpunkt regulierbar durch den gesamten Bereich der Schicht 130 aus polymerisierbarer Zusammensetzung bewegen. Eine Steuereinheit oder ein Steuermodul 210 richtet den Betrieb der Laserquelle 200 gemäß einer Linsendefinition, so dass die gewünschte Korrektur im Wellenfrontaberrator 100 entsteht. Aufgrund der hochgradig lokalisierten Natur dieses nichtlinearen Vorgangs können diese Ausführungsformen verwendet werden, um die in der am 3. Okt. 2002 eingereichten US-Anmeldung Nr. 10/265,517 beschriebenen Erfindungen zu verbessern.

Die polymerisierbare Zusammensetzung umfasst vorzugsweise Monomere und/oder Prepolymere und ein nichtlineares optisches Material. Das nichtlineare optische Material kann ein Monomer, Polymer, Polymerisationsinitiator (z.B. Photoinitiator), ein getrenntes nichtlineares optisches Additiv oder eine Kombination davon sein. Der Polymerisationsinitiator ist vorzugsweise ein Photoinitiator, wie ITX (Isopropyl-9H-thioxanthen-9-on, typischerweise ein 97%-iges Gemisch des 2- und des 4-Isomers, das von Aldrich Chemical Co. kommerziell erhältlich ist). Andere Photoinitiatoren, wie Benzoinmethylether (BME), Acylphosphinoxide (z.B. Irgacure 819, Ciba), Diaryliodoniumsalze (z.B. CD-1012, Sartomer), Triarylsulfoniumsalze (z.B. CD-1010 und CD-1012, Sartomer) und/oder Ferroceniumsalze (z.B. Irgacure 261, Ciba) können ebenfalls verwendet werden. Bevorzugte Polymerisationsinitiatoren zeigen eine Zwei-Photonen-UV-Absorption unterhalb 400 nm. Ein bevorzugtes Photoinitiatorsystem umfasst einen Photoinitiator und einen organischen Farbstoff, der sichtbares Licht absorbieren kann, wie 5,7-Diiod-3-butoxy-6-fluoren (H-Nu 470, Spectra Group Ltd.). Die Auswahl des nichtlinearen optischen Materials hängt von der Verfügbarkeit einer Laserwellenlänge ab, die zu den Absorptionsmaxima und der Größe der Zwei-Photonen-Absorptions-Querschnitte, die mit dem Zwei-Photonen-Vorgang verbunden sind, passt. Zum Beispiel im Falle von ITX emittiert der bevorzugte Laser bei 700 nm. Dann wechselwirken zwei solche Photonen mit ITX auf dem Energieniveau von 350 nm. Dann geht das ITX dazu über, die Monomere und/oder Prepolymere zu polymerisieren. Vorzugsweise ist die polymerisierbare Zusammensetzung eine Thiol-En-Zusammensetzung, die Thiol und En-Monomere und/oder Prepolymere ("Thiol-En") umfasst.

Die polymerisierbare Zusammensetzung kann ein nichtlineares optisches Additiv umfassen. Mikrokristalline nichtlineare optische Kristalle, wie Kaliumtitanylphosphat (KTiOPO4, "KTP"), Kaliumtitanylarsenat (KTiOAsO4, "KTA"), beta-Bariumborat (beta-BaB2O4, "BBO"), Lithiumtriborat (LiB3O5, "LBO"), Kaliumpentaborat ("KB5"), Harnstoff, 3-Methyl-4-nitropyridin-1-oxid (POM), L-Argininphosphat ("LAP"), deuteriertes L-Argininphosphat ("DLAP") und Ammoniumdihydrogenphosphat (NH4H2PO4, "ADP"), können zu dem Polymergemisch gegeben werden. Andere bekannte nichtlineare optische Kristalle und ihre Lieferanten findet man im Laser Focus World Buyers' Guide, Kapitel 8, 5. 596–604, Band 38, 2002. Amorphe Formen der oben genannten nichtlinearen optischen Additive können ebenfalls verwendet werden. Vorzugsweise liegen die Additive in Pulverform vor und haben besonders bevorzugt eine mittlere Teilchengröße, die unterhalb der Beugungsgrenze für sichtbares Licht liegt, um optische Klarheit zu erreichen. Vorzugsweise hat das nichtlineare optische Additiv einen Brechungsindex, der ungefähr so groß ist wie der des Polymermediums, zu dem es gegeben wird, um optische Klarheit zu erreichen.

Polare atomare Strukturen oder molekulare Strukturen ohne ein Symmetriezentrum können ebenfalls als nichtlinear aktive Zentren verwendet werden. Solche atomaren oder molekularen Substrukturen können durch bekannte chemische Syntheseverfahren an das Polymer oder die Monomere in der polymerisierbaren Zusammensetzung gebunden werden. Nach intensiver Bestrahlung bewirkt die nichtlineare Polarisierbarkeit solcher Substrukturen, dass sie Harmonische zweiter und höherer Ordnung der einstrahlenden elektromagnetischen Welle (Grundschwingung) erzeugen.

Die Laserquelle 200 kann ein femtosekundengepulster Laserstrahl oder ein nanosekundengepulster Laserstrahl sein. Wenn zum Beispiel Laserimpulse von 100 Femtosekunden verwendet werden, ist der Strahl vorzugsweise in der Strahltaille auf einen Durchmesser von etwa 10 &mgr;m oder weniger fokussiert, und die Laserimpulse haben vorzugsweise eine Energie in der Größenordnung von mehreren Hundert Picojoule. Wenn andererseits Laserimpulse von 10 Nanosekunden verwendet werden, wird die Strahltaille vorzugsweise auf etwa 100 &mgr;m erhöht, und die Energie pro Impuls beträgt etwa 100 Millijoule. Lampengepumpte oder diodengepumpte Laserimpulse können ebenfalls verwendet werden. Die höhere Impulsenergie solcher Quellen ermöglicht weitere Erhöhungen der Strahltaille. In diesem Fall wird die Härtungseffizienz erhöht, doch der Vorteil einer lokalisierten Härtung und ihre Positionssteuerung in z-Richtung (Richtung des einfallenden Strahls) kann aufgrund der Vergrößerung des Gleichmäßigkeitsbereichs der Taille über eine längere Strecke in seiner Ausbreitungsrichtung etwas reduziert sein (Erhöhung des Werts des konfokalen Parameters des fokussierten Strahls). Eine typische Femtosekundenquelle ist ein Ti-Saphir-Laser, und eine Nanosekunden-Laserquelle kann ein repetitiv Q-geschalteter Laser, wie ein Nd:YAG-, Nd:YLF- oder Alexandritlaser, oder ein anderer Laser auf Chrombasis sein.

Eine beispielhafte Anwendung der Erfindung besteht darin, wellenfrontkorrigierte Brillengläser herzustellen, die ein optisches Element umfassen, wie es in 1 gezeigt ist. Die Platten und das Polymer, das aus der Polymerisation der polymerisierbaren Zusammensetzung resultiert, sind vorzugsweise optisch klar mit wenig oder keiner Absorption im sichtbaren Spektrum. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Aberrationen niedriger Ordnung einschließlich Sphäre, Zylinder und Achse (die in der Zernike-Polynom-Bezeichnungsweise Terme zweiter Ordnung genannt werden) wenigstens teilweise korrigiert, indem man Brechkraft (die Astigmatismus beinhalten kann) in die Platten einbaut. Ein typisches kommerzielles Brillenglas kann durch Schleifen und Polieren so hergestellt werden, dass man eine Brechungskorrektur bis herunter zu 0,25 Dioptrien erhält, aber aufgrund von Kostenbeschränkungen, die mit der derzeitigen Herstellungstechnologie verbunden sind, im Allgemeinen nicht besser als 0,125 Dioptrien. Bevorzugte Ausführungsformen können verwendet werden, um alle oder einen Teil der restlichen Aberrationen zu korrigieren, z.B. Aberrationen niedriger Ordnung und/oder Aberrationen höherer Ordnung (dritter Ordnung oder höher). Die transparenten Platten sorgen auch für den Schutz der Schicht aus der polymerisierbaren Zusammensetzung. Bei den Platten kann es sich um Polycarbonat oder um CR-39, das mit stark UV-absorbierenden Verbindungen dotiert ist, handeln, so dass nur sehr wenig UV-Strahlung durch die Platte tritt und die Schicht aus polymerisierbarer Zusammensetzung erreicht.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, umfassend:

Bereitstellen einer polymerisierbaren Zusammensetzung, die sandwichartig zwischen einer ersten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte und einer zweiten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte eingeschlossen ist, wobei die polymerisierbare Zusammensetzung ein nichtlineares optisches Material umfasst; und

Bestrahlen der polymerisierbaren Zusammensetzung, so dass wenigstens ein Teil der polymerisierbaren Zusammensetzung polymerisiert wird und dabei ein optisches Element entsteht.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die erste optisch transparente UV-absorbierende Platte einen Transmissionsgrad für die UV-A- und die UV-B-Bande von weniger als etwa 10–3 hat. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die polymerisierbare Zusammensetzung einen Photoinitiator umfasst. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Photoinitiator unter 400 nm eine Zwei-Photonen-UV-Absorption aufweist. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Photoinitiator aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Isopropyl-9H-thioxanthen-9-on, Benzoinmethylether und Acylphosphinoxid besteht. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die polymerisierbare Zusammensetzung eine Thiol-En-Zusammensetzung umfasst. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das nichtlineare optische Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Kaliumtitanylphosphat, Kaliumtitanylarsenat, beta-Bariumborat, Lithiumtriborat, Harnstoff und Ammoniumdihydrogenphosphat besteht. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Bestrahlen der polymerisierbaren Zusammensetzung das Einwirkenlassen eines sichtbaren oder infraroten Laserstrahls auf die polymerisierbare Zusammensetzung umfasst. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die erste optisch transparente UV-absorbierende Platte und/oder die zweite optisch transparente UV-absorbierende Platte eine Linse ist. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das optische Element ein Wellenfrontaberrator ist. Verfahren zur Herstellung eines Wellenfrontaberrators, umfassend:

Bereitstellen einer Thiol-En-Zusammensetzung, die sandwichartig zwischen einer ersten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte und einer zweiten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte eingeschlossen ist, wobei die Thiol-En-Zusammensetzung ein nichtlineares optisches Material umfasst; und

Bestrahlen der Thiol-En-Zusammensetzung mit einem optischen Laser, so dass wenigstens ein Teil der Thiol-En-Zusammensetzung polymerisiert wird und dabei ein Wellenfrontaberrator entsteht.
Optisches Element, das eine polymerisierbare Zusammensetzung umfasst, die sandwichartig zwischen einer ersten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte und einer zweiten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte eingeschlossen ist, wobei die polymerisierbare Zusammensetzung ein nichtlineares optisches Material umfasst. Optisches Element gemäß Anspruch 12, wobei die polymerisierbare Zusammensetzung einen Photoinitiator umfasst. Optisches Element gemäß Anspruch 13, wobei der Photoinitiator unter 400 nm eine Zwei-Photonen-UV-Absorption aufweist. Optisches Element gemäß Anspruch 13, wobei der Photoinitiator aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Isopropyl-9H-thioxanthen-9-on, Benzoinmethylether und Acylphosphinoxid besteht. Optisches Element gemäß Anspruch 12, wobei die polymerisierbare Zusammensetzung eine Thiol-En-Zusammensetzung umfasst. Optisches Element gemäß Anspruch 12, wobei das nichtlineare optische Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Kaliumtitanylphosphat, Kaliumtitanylarsenat, beta-Bariumborat, Lithiumtriborat, Harnstoff und Ammoniumdihydrogenphosphat besteht. Optisches Element gemäß Anspruch 12, wobei die erste optisch transparente UV-absorbierende Platte und/oder die zweite optisch transparente UV-absorbierende Platte eine Linse ist. System zur Herstellung eines Wellenfrontaberrators, umfassend:

eine polymerisierbare Zusammensetzung, die sandwichartig zwischen einer ersten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte und einer zweiten optisch transparenten UV-absorbierenden Platte eingeschlossen ist, wobei die polymerisierbare Zusammensetzung ein nichtlineares optisches Material umfasst;

eine Laserquelle, die zum Bestrahlen der polymerisierbaren Zusammensetzung konfiguriert ist;

eine Steuereinheit, die funktionell mit der Laserquelle verbunden ist und so konfiguriert ist, dass sie die Bestrahlung der polymerisierbaren Zusammensetzung steuert, wobei ein Wellenfrontaberrator entsteht.
System gemäß Anspruch 19, wobei die erste optisch transparente UV-absorbierende Platte und/oder die zweite optisch transparente UV-absorbierende Platte eine Linse ist.






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