Dr. rer. nat. CLAAS FALLDORF

Gruppenleiter
Kohärente Optik und Nano-Photonik
E-Mail: Falldorf@bias.de
Tel.: +49 421 21858013
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Forschungsprofil

In meiner Forschung beschäftige ich mich einerseits mit der Nutzung des Lichtes als Informationsträger, etwa in der optischen Messtechnik und in der Sensorik. Andererseits zählen zu meiner Expertise auch Verfahren, die das Licht gezielt modulieren, um gewünschte Projektion zu erzielen. Hierbei kommen vielfältige, interdisziplinäre Modelle und Methoden zum Einsatz, wie z.B. die skalare Beugungstheorie, rigorose Methoden (RCWA), probabalistische Modelle wie die Kohärenztheorie, und auch Verfahren aus der Signalverarbeitung und der Optimierungstheorie.
Im Ergebnis nutze ich mit meiner Forschungsgruppe die Erkenntnisse, um neuartige Form- und Deformationsmessverfahren zu entwickeln, die nicht nur hochpräzise sind, sondern gleichzeitig weitere Vorzüge aufweisen, wie z.B. eine Unempfindlichkeit gegenüber mechanischen und thermischen Einflüssen, oder die Nutzung von augensicheren Lichtquellen in der Interferometrie. Beide Aspekte sind entscheidend für den Einsatz der Messtechnik im industriellen Umfeld, z.B. in der Qualitätssicherung.
Hervorzuheben wäre hier die Computational Shear Interferometrie (CoSI), die die Erfassung beliebiger Wellenfelder mittels Abtastung der wechselseitigen Kohärenzfunktion ermöglicht. Auf diese Weise lassen sich eine Vielzahl interferometrischer Messverfahren auf Basis eines Scher-Interferometers durchführen, was nicht nur robust gegenüber mechanischen Störungen ist, sondern sich im Gegensatz zu üblichen Interferometern mit wenig Aufwand in bereits bestehende Abbildungssysteme integrieren lässt. Derzeit arbeiten wir zusammen mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) intensiv an der Multiple Aperture Shear Interferometry (MArS), mit der die Formmessung an optischen Oberflächen unter Verwendung einer Vielzahl von Lichtquellen (Beleuchtungsaperturen) gelingt, so dass das Problem der eingeschränkten Apertur in der Interferometrie umgangen wird. MArS basiert auf der Messung und Auswertung der Kohärenzfunktion und wird derzeit für den Einsatz in der Asphärenprüfung weiterentwickelt. Zusätzlich führen wir diese Verfahren auch in den Bereich der Terahertzstrahlung ein, so dass sich zukünftig auch in diesem Frequenzband interferometrische Messungen leicht umsetzen lassen.
Weitere Forschungsschwerpunkte sind im Bereich der Sensorik die Oberflächenplasmonen-Resonanzspektroskopie, um gezielt chemische oder biologische Verbindungen zu detektieren, und Verfahren und Technologien zur Darstellung dreidimensionaler Szenen mittels Wellenfeldformung.

Aktuelle Projekte

  • Nachhaltige ontologiebasierte Entwicklungs- und Optimierungslösungen für Faserverstärkte Materialien und ihre Fertigungsprozesse (OntOMat)
  • Hyperzentrische Bildgebung in der kohärent-optischen Messtechnik (HyperCOMet)
  • Hochauflösende optische Mikroskopie mittels transmissiver Mikrostrukturen (HoMiTrans)
  • Strahlformung durch CGHs für optogenetische Anwendungen (HoloGen)
  • Optische Messtechnik mit partiell kohärentem Licht - Teil III, Transferprojekt (OPAL-Transfer)
  • Shape measurement by means of imaging using partially coherent illumination, Teil 2 (Spice 2)
  • Untersuchung der Strukturfunktion zur Analyse optisch gemessener Oberflächen (Strukturfunktion 2)
  • Securing valuable documents using CGHs printed with photochromic inks (Secret CGH)
  • Linsenlose Mikroskopie für die industrielle Qualitätskontrolle (LIM-Q)

Publikationen

  • Ausgewählte Publikationen

    [1] C. Falldorf,  P.-Y.  Chou,  D.  Prigge,  and  R.  B.  Bergmann,  “3D  Display  System  Based  on Spherical Wave Field Synthesis”, Appl. Sci. 9, 3862 (2019).

    [2] T. Klein, F. Thiemicke, C. Falldorf, R. B. Bergmann, “Polymer-based holograms with individually adjustable structure angle”, Opt. Eng. 58, 2, 025105-025105-7, (2019).

    [3] R. B. Bergmann, C. Falldorf, A. Dekorsy, C. Bockelmann, M. Beetz, A. Fischer, „Ganzheitliche optische Messtechnik“, Physik Journal 18, 2, 34-39, (2019).

    [4] A. F. Müller, C. Falldorf, G. Ehret, R. B. Bergmann, „Messen von asphärischen Linsenformen mittels räumlicher Kohärenz“, tm - Technisches Messen 86, 6, 325-334, (2019).

    [5] M. Agour, C. Falldorf, R.B. Bergmann, “Autofocus in Two-Wavelength Contouring for Fast Inspection of Micro Parts”, Sensors & Transducers 226, 10, 77-82, (2018).

    [6] J.-H. Hagemann, C. Falldorf, G. Ehret, and R. B. Bergmann, “Form determination of optical surfaces by measuring the spatial coherence function using shearing interferometry”, Opt. Exp. 26, 27991-28001 (2018).

    [7] C. Falldorf, J.-H. Hagemann, G. Ehret, and R. B. Bergmann, “Sparse light fields in coherent optical metrology”, Appl. Opt. 56, F14-F19 (2017).

    [8] C. Falldorf, M. Agour, and R. B. Bergmann, “Digital holography and quantitative phase contrast imaging using computational shear interferometry”, Opt. Eng. 54, 024110 (2015).

    [9] M. Kujawinska, T. Kozacki, C. Falldorf, T. Meeser, B. M. Hennelly, P. Garbat, W. Zaperty, M. Niemel ̈a, G. Finke, M. Kowiel, and T. Naughton, “Multiwavefront digital holographic television”, Opt. Exp. 22, 2324-2336 (2014).

    [10] C. Falldorf,  and  R.  B.  Bergmann,  “Wave  field  sensing  by  means  of  computational  shear interferometry”, J. Opt. Soc. Am. A 30, 1905– 1912 (2013).

    [11] C. Falldorf, M. Agour, C. v. Kopylow, and R. B. Bergmann, “Phase retrieval by means of a spatial light modulator in the Fourier domain of an imaging system”, Appl. Opt. 49, 1826-1830 (2010).


  • Bücher und Buchkapitel

    [1] U. Schnars, C. Falldorf, J. Watson, and W. J ̈uptner, ”Digital Holography and Wavefront Sensing”, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2015

    [2] C. Falldorf, R. Klattenhoff, C. v. Kopylow, W. J ̈uptner, ”Digital Speckle Shearography in Art Conservation.”, Handbook on the Use of Lasers in Conservation and Conservation Science (COST Office, Brussels, Belgium 2008), M. Schreiner, M. Strlic, and R. Salimbeni eds.

  • Patente

    [1] S. v. d. Driesche, M. Vellekoop, C. Falldorf, C. Hafner, and H. Breiteneder, ”A method for performing an allergy test, method for determining a degranulation in cells, apparatus for performing an allergy test and microfluidic chip”, German Patent DE102016117421, erteilt March 15, 2018.

    [2] J. Behrens, C. v. Kopylow, C. Dankwart, C. Falldorf, ”Method and devices for unambiguously identifying an object”, U.S. Patent 20140232599A1, erteilt August 21, 2014.

    [3] M. Agour, K. Elshaffey, C. Falldorf, C. v. Kopylow, R. B. Bergmann, ”Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung eines optischen Wellenfelds”, German Patent DE102013209461B3, erteilt June 5, 2014.

    [4] C. Falldorf, W. Jüptner, C. v. Kopylow, ”Verfahren und Vorrichtung zur Messung von optischen Wellenfeldern”, German Patent DE102008060689B3, erteilt April 4, 2010.

Eine Übersicht der Publikationen des BIAS finden Sie hier.

Mitgliedschaften

Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik (DGaO)
European Optical Society (EOS)
Work Group 5: Security, Metrology and Sensors of the European Technology Platform Photonics21
Center for Materials and Processes of the University of Bremen (MAPEX)

Beruflicher Werdegang

  • 2001 – 2009 Wissenschaftlicher Mitarbeiter der BIAS GmbH
  • 2009 Promotion im Fachbereich 1 der Universität Bremen
  • 2009 - 2018 Leiter der Forschungsgruppe Kohärente Optik an der BIAS GmbH
  • 2018 – 2020 Erweiterung der Forschungsgruppe um den Bereich Nano-Photonik, derzeit mit 6 Wissenschaftlern