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05.01.2021 | Lasertechnik + Photonik | Im Fokus | Onlineartikel

EU will Einsatz von Photonik-Technologien beschleunigen

Autor:
Thomas Siebel
3:30 Min. Lesedauer

Das EU-weite Netzwerk PhotonHub Europe unterstützt KMUs bei der Einführung photonikbasierter Technologien. Bis 2025 könnten tausend neue Hightech-Arbeitsplätze und ein Milliardenumsatz entstehen.

Digitalisierung, Industrie 4.0, Quantentechnologie: Viele der technischen Umwälzungen unserer Zeit wären ohne die Photonik nicht möglich. Cornelia Denz bringt die einzigartigen Fähigkeiten der Lichttechnologie im Kapitel Photonik – Von der klassischen Optik zur Zukunft des Lichts auf den Punkt: „Licht […] kann Daten unvorstellbar schnell übertragen. Es kann auf […] den Millionstel Teil eines Millimeters fokussiert werden und daher kleinste Strukturen auflösen. Und es kann höchste Leistungen bis zu Milliarden von Megawatt erzeugen, sodass Hochleistungslaser heute für die Materialbearbeitung genauso wie für die Fusionsforschung eingesetzt werden können.“

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Grundlagen des Lasers

Die Idee des Lasers, hatte schon Albert Einstein vor mehr als einhundert Jahren. Tatsächlich gebaut wurde er allerdings erst viel später. Zuerst hatten Wissenschaftler aus den USA und Russland noch mit Mikrowellen gearbeitet. 1960 gelang dem Wissenschaftler Theodore Maiman dann der Durchbruch. 

Allein in Deutschland arbeiten dem Branchenverband Spectaris zufolge 140.000 Menschen in rund tausend Unternehmen an photonischen Systemen für die Mess-, Medizin- oder Produktionstechnik. Durchschnittlich neun Prozent ihres Gesamtumsatzes investiert ein Unternehmen der Photonikindustrie in Forschung und Entwicklung. Automobilhersteller, Maschinenbauer oder die Biowissenschaften profitieren davon.

Photonik führt in die neue Epoche

Die Anwendungen optischer Technologien in der Industrie sind mannigfaltig und reichen von Lasertechnik in der Fahrzeugproduktion und für die additive Fertigung, über Lithographiesysteme in der Halbleiterbranche bis hin zu optischer Messtechnik in der Qualitätssicherung oder als Datenquelle für den digitalen Zwilling. Dank der Photonik können Maschinen im Industrie-4.0-Umfeld ihre Umgebung dreidimensional erfassen und interpretieren, sodass Schutzbereiche um Industrieroboter aufgehoben werden und Menschen mit Robotern interagieren können. Auch die Entwicklung von Quantencomputern oder abhörsicheren Datenleitungen fußt wesentlich auf photonischen Technologien, beispielsweise auf extrem präzisen Lasern oder hochempfindlicher Messtechnik, mit der sich Photonen sicher detektieren lassen.  

Die Photonik setzt zahlreiche disruptive Veränderungen in den verschiedensten Technologiefeldern in Gang – allerdings weitgehend unbemerkt von einer breiteren Öffentlichkeit, wie Patrick Steglich und Katja Heising in der Einführung zum Buch Photonik einfach erklärt feststellen. Die Autoren erkennen dabei eine Analogie zu den Anfängen der Elektrizität: Zunächst beinahe unbemerkt oder unterschätzt spülte die Elektrizität elektrische Fließbänder, Waschmaschinen und Telefone in den Alltag der Menschen und drückte dem Leben im 20. Jahrhundert so ihren Stempel auf. An der gleichen epochemachenden Schwelle wähnen die Autoren nun die Photonik. Ihre Entwicklung sehen sie noch am Anfang, da sich die besonderen Potenziale der Photonik erst in Verbindung mit anderen Disziplinen und Technologien offenbaren.

„Was mit Photonik noch alles machbar ist, werden erst die kommenden Jahre und Jahrzehnte zeigen.“ 

Patrick Steglich und Katja Heise

Ausbildung, Expertise und Kapital für mehr Photonik

Das sieht auch die Europäische Union so und fördert nun speziell kleine und mittelständische Unternehmen (KMUs) bei die Einführung neuer photonikbasierter Technologien. 19 Millionen Euro stellt die EU aus dem Forschungsprogramm Horizon 2020 für die Gründung und den Betrieb des Netzwerks PhotonHub Europe zur Verfügung. Darin vereinigen sich 53 Forschungs- und Photonikzentren aus ganz Europa, darunter das Karlsruher Institut für Technologie, das Leibniz-Institut für Photonische Technologie sowie die Fraunhofer-Institute FEP, HHI und ILT. Mittels dreier Ansätze sollen die photonikbasierte Technologien zügiger zur Anwendung kommen.

In den 40 Demo- und zehn Erfahrungszentren sollen KMU-Mitarbeiter ausgebildet und weiterqualifiziert werden. Um das Investitionsrisiko für photonikbasierte Technologien zu senken, sollen Experten des Netzwerks Unternehmen bei der Auswahl photonischer Instrumente, bei Probeläufen oder bei der Pilotproduktion unterstützen. Zudem soll das Netzwerk Unternehmen beim Einwerben von Risikokapital und Investitionsmitteln aus privaten oder öffentlichen Quellen unterstützen.

"Die europäische Industrie muss bei der Innovation im Bereich der Photonik an vorderster Front stehen, das Beste aus unseren kombinierten Stärken in allen Teilen der Innovationswertschöpfungskette machen und über alle Mitgliedsstaaten hinweg zusammenarbeiten, um Innovation und Wachstum der europäischen Unternehmen zu unterstützen", so Hugo Thienpont von der Vrije Universiteit Brussel, die die Arbeit im PhotonHub Europe koordiniert. Das Netzwerk hat zu Beginn des Jahres 2021 seine Arbeit aufgenommen. Die Verantwortlichen erwarten, dass durch die Fördermaßnahmen bis zum Jahr 2025 über tausend Hightech-Arbeitsplätze entstehen und ein Umsatz von bis zu einer Milliarde Euro generiert werden könnte.

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