Photonik

 

Das Licht der Sonne bildet die Grundlage nahezu jeden Lebens auf der Erde. Die Photonik, unter der alle Technologien der Wechselwirkung von Licht mit Materie verstanden wird, kann daher mit Fug und Recht als eine der klassischen Technologien schlechthin angesehen werden. Gleichzeitig ist sie eine der innovativsten und modernsten Technologien überhaupt und hat Einzug in nahezu sämtlichen Bereiche des Lebens gehalten. Linsen sind nicht nur die Basis für Brillen, sondern auch Schlüsselkomponenten für Mikroskope bis hin zu Teleskopen. Leuchtdioden machen die Nacht zum Tag - ganz individuell und flexibel. Laser bearbeiten nahezu alle Arten von Materialien und ermöglichen dabei neuartige Strukturen und Verbindungen.

 

Mit mehr als 550 Akteuren aus Forschung und Industrie nimmt Nordrhein-Westfalen im Bereich der Photonik eine bedeutende Stellung ein. Zahlreiche Hochschulen und Forschungseinrichtungen entwickeln Komponenten für die wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte und bilden gleichzeitig die Grundlage für erfolgreiche (Weiter-) Entwicklungen in großen und kleinen Herstellern im Land. Darüber finden diese Komponenten und Systeme Anwendungen in den klassischen industriellen Branchen in NRW.

 

 

Technologische Schwerpunkte

 

In vier Schwerpunktgebieten verfügt Nordrhein-Westfalen über eine im Bundesvergleich überproportional hohe Zahl von Unternehmen und Forschungseinrichtungen.


Produktionstechnik

Das Licht hat sich zu einem mächtigen Werkzeug für die Produktion entwickelt. Kein anderes Instrument oder Medium kann annähernd so präzise dosiert und gesteuert werden. Experten bezeichnen den Laserstrahl als das einzige Werkzeug das ähnlich schnell "arbeitet", wie ein Computer "denkt". Laserdrucker funktionieren schon lange nach diesem Prinzip und lassen erahnen, was mit hochenergetischen Laserstrahlen möglich ist. So verlässt heute z.B. kein Auto eine Fabrik, bei dem nicht mithilfe von Lasern Karosserieteile geschnitten und geschweißt, Einspritzdüsen gebohrt oder Oberflächen von Motor- und Getriebeteilen veredelt worden sind. Zunehmend werden Laser auch zur Additiven Fertigung (3D-Druck) genutzt. Sie ermöglichen dabei die Herstellung von Strukturen, wie sie mit konventionellen Verfahren nicht möglich wären.

 

Lebenswissenschaften

Für die Medizintechnik und Life Sciences sind photonische Verfahren sowohl in therapeutischen als auch in diagnostischen Systemen unverzichtbar. Aktuelle Endoskopieverfahren ermöglichen minimalinvasive Therapien. Mit OCT-Systeme (Optische Kohärenztomographie sind bildgebende Verfahren ohne schädliche Nebenwirkungen realisierbar. Therapeutische Lasersysteme, neuartige Mikroskope mit ungeahnter Auflösung oder optische Pinzetten zum Bewegen von Zellen sowie Scanner für die Biotechnologieforschung sind nur einige Beispiele, die zeigen, wie groß die Anwendungsbreite der Photonik in diesem Feld ist.


Beleuchtungstechnik

Die Unternehmens- und Forschungslandschaft in Nordrhein-Westfalen ist im Bereich der Beleuchtungstechnik sehr breit aufgestellt. Nicht umsonst gilt das Sauerland auch als Land des Lichtes. Mit dem Siegeszug der Leuchtdioden haben sich in den letzten Jahren aus den klassischen Leuchtmittel- und Lampenherstellern Produzenten smarter Lichtquellen entwickelt, mit denen sich individuelle Lichtszenarien generieren lassen. Nach den klassischen LEDs verlassen nun auch die organischen Leuchtdioden langsam die Forschungslabore. Mit ihnen lassen sich großflächige flexible Leuchten wie Zeitungen drucken und die Allgemein- und Architekturbeleuchtung revolutionieren.

 

Optische Messtechnik

Optische Sensor- und Bildverarbeitungssysteme werden in großem Umfang z.B. bei der Inspektion von Teilen in der industriellen Fertigung eingesetzt. Als hochpräzises Instrument dienen Laser zur zwei- oder dreidimensionalen geometrischen Vermessung von Objekten in der Qualitätskontrolle. Hochgeschwindigkeitskameras bilden die Grundlage für Systeme zur Materialerkennung z.B. bei der Trennung von Wertstoffen. Visuell geführte Maschinen sowie das Erkennen von Objekten sind typische Anwendungen aus diesem Bereich und ermöglichen somit erst intelligente Systeme wie sie für die moderne Produktion und die "Industrie 4.0" benötigt werden.

 

 

Netzwerkbildung

 

Auch im NMWP E.V. spiegelt sich die Bedeutung der Photonik wieder. Allein 4 international renommierte Vertreter aus Wissenschaft und Wirtschaft vertreten im erweiterten Vorstand des NMWP E.V. den Photonikbereich und stehen als fachliche Experten für strategische Fragen jederzeit zur Verfügung. Hinzu gesellen sich zahlreiche Mitgliedsunternehmen, Hochschulen und Forschungsinstituten mit ihrer fachlichen Expertise.

 

 

 

 

 

1. Bild: Jens Bonerz, FRT GmbH: Die Profilstruktur eines Metallrings wird mit einem 3D-Konfokalmikroskop untersucht

2. Bild: Janine Müllenmeister-Weber, Radiant Dyes: Farbstofflaser

3. Bild: Danuta Dutczak, FH Münster: Die farbenfrohe Welt der Leuchtstoffe I

4. Bild: Hendrik Brixius, RWTH Aachen: Kamera und Laser einer Blechprüfmaschine