Fokus auf die Trends: Das Application Panel Programm

Auf der LASER World of PHOTONICS 2022 widmen sich anwendungsorientierte Application Panels den aktuellen Einsatzgebieten von Laser und Photonik. Die Themenbereiche sind:

Lasers, Optics and Quantum Technology

Chairs:

  • Dr. Martin Traub, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
  • Dr. Jörg Neukum, Coherent Mainz (Dilas Diodenlaser GmbH)

Abstract:

Hochleistungs-Diodenlaser (HLDL) besitzen ein extrem breites Anwendungsspektrum, das von der Medizin- und Messtechnik über Pumpapplikationen bis hin zur Materialbearbeitung reicht. Größere Ausgangsleistung und Strahldichte sowie optimierte Produktionstechnik erweitern stetig die Anwendungsfelder. Im Vergleich zu anderen Laserstrahlquellen bieten HLDL besten Wirkungsgrad, kompakte Bauform, hohe Zuverlässigkeit sowie niedrige Kosten. Dank innovativer HLDL-Systeme, die im blauen Spektralbereich emittieren, werden neue Applikationen wie z.B. das Schweißen von Kupfer adressiert, die bislang von Festkörperlasern dominiert wurden. Neben Kantenemittern werden auch vertikale Emitter (VCSEL) und deren Anwendungen vorgestellt. Die Vorträge ausgewählter Referenten von internationalen Marktführern im Bereich der HLDL decken sowohl Strahlquellen als auch vielfältige Applikationen ab.

Chairs:

  • Frank Gäbler, Coherent LaserSystems GmbH & Co. KG
  • Hans-Dieter Hoffmann, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
  • Prof. Andreas Tünnermann, Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF

Abstract:

Obwohl Laser mit kontinuierlicher oder gepulster Emission mit Pulsdauer bis in den Nanosekundenbereich etablierte Werkzeuge in Industrie und Wissenschaft sind, gab es in den vergangenen Jahren wesentliche Weiterentwicklungen für höchst interessante Anwendungen.

Beispiele sind die erstmalige Detektion von Gravitationswellen - zu der ultra schmalbandige und rauscharme CW Laser entscheidend beigetragen haben - sowie die Fertigung der neuesten Generation Computerchips, für deren Herstellung gepulste CO2 Laser mit Multi 10 kW Ausgangsleistung eine Schlüsselrolle spielen. Zu nennen sind auch Festkörperlaser Multi 100 W oder sogar kW Leistung mit Emission im grünen und ultravioletten Spektralbereich, die in der Elektrotechnik und Elektronik eingesetzt werden.

Chairs:

  • Dr. Thomas Rettich, TRUMPF GmbH + Co. KG
  • Hans-Dieter Hoffmann, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
  • Prof. Andreas Tünnermann, Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF

Abstract:

Laserquellen für ultrakurze Pulse ermöglichen die Verbesserung etablierter und die Realisierung neuartiger Anwendungen. Bei der Entwicklung von zuverlässigen und hoch effizienten Femto- und Pikosekundenlasern wurden erhebliche Fortschritte erzielt. Neue Laserkonzepte ermöglichen Multi-Kilowatt Ausgangsleistung bei Pulsdauern im Femtosekunden Bereich. Neue Strahlquellen bieten Emissionswellenlängen im grünen und ultravioletten Spektralbereich.

Dieses Application Panel präsentiert einen Überblick über die neuesten Fortschritte von Ultrakurzpulsstrahlquellen sowie den aktuellen Stand von Lasersystemen für den industriellen Einsatz. Die Vorträge werden von ausgewählten Rednern internationaler Marktführer gehalten.

Chairs:

  • Prof. Andreas Tünnermann, Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF
  • Dr. Christoph Glingener, ADVA Optical Networking SE

Abstract:

Die Quantenkommunikation widmet sich der Übertragung von Quantenzuständen zwischen zwei oder mehreren Punkten. Photonen, also kleinste Mengen an Licht, können hierzu per Faser oder Freistrahl erdgebunden oder per Satellit benutzt werden.

Zu den vielversprechendsten und bereits demonstrierten Anwendungen zählt die Quantum Key Distribution (QKD, Deutsch: „Quantenschlüsselverteilung). Zusammen mit etablierten kryptografischen Verfahren ermöglicht QKD eine quantensichere Informationsübermittlung. Die entsprechenden Technologien bieten darüber hinaus weitere Perspektiven, von der Vernetzung künftiger Quantencomputern bis hin zur besseren Zeitsynchronisation oder sicherer Datenspeicherung.

Dieses Application Panel verbindet eine Einführung in die Quantenkommunikation mit anwendungsnahen Beiträgen aus Forschung und Industrie.

Chairs:

  • Dr. Wilhelm Kaenders, TOPTICA Photonics AG
  • Prof. Karsten Buse, Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM

Abstract:

Die Quantensensorik und die Quanten-Bildgebung nutzen gezielt präparierte Quantenzustände in Atomen und Festkörpern oder quantenmechanische Eigenschaften von Photonen um neuartige Messkonzepte zu entwickeln und so Messverfahren mit höherer Nachweisempfindlichkeit, Präzision oder deutlich reduzierter Komplexität zu realisieren. Quantensensoren der neuen Generation versprechen nicht nur Mehrwerte für bestehende Sensorik-Applikationen, sondern die Erschließung ganz neuer disruptiver Anwendungsfelder.

Optische und Mikrowellen-Methoden für die Präparation und das Auslesen der Quantenzustände spielen dabei eine herausragende Rolle. Photonen werden so zu wichtigen Enablern der neuen Quantentechnologien. Bekannte Beispiele für den fortgeschrittenen Entwicklungsstand sind optische Atomuhren sowie atomare Magnetfeld- und Beschleunigungssensoren. Die Session verbindet Einblicke in die Forschung mit konkreten Beiträgen von Unternehmen zu Cutting-edge-Entwicklungen von Quanten-Sensoren.

Chairs:

  • Dr. Sebastian Luber, Infineon Technologies AG
  • Dr. Bernd Jungbluth, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Abstract:

Quantencomputer verheißen einen Paradigmenwechsel in der Datenverarbeitung und versprechen exponentielle Leistungsvorteile gegenüber klassischen Computern. Das Ausnutzen quantenmechanischer Eigenschaften ermöglicht einen neuartigen Zugang zu spezifischen, bisher kaum lösbaren Fragestellungen. Heute sind Quantencomputer in der Lage, für spezielle - rein akademische - Rechenaufgaben einen drastischen Geschwindigkeitsvorteil zu demonstrieren. Auch wenn diese Systeme für einen weitergehenden Einsatz noch zu fehlerbehaftet sind soll in Zukunft ein Quantenvorteil auch in praktischen Anwendungen erreicht werden, etwa für Portfoliooptimierungen in der Finanzwirtschaft oder in der medizinischen Wirkstoffentwicklung.

Unter den zahlreichen Ansätzen für die Realisierung von Quantencomputern sind auch vielversprechende Plattformen, bei denen photonische Technologien integraler Systembestandteil sind. Sie übernehmen beispielsweise die Kontrolle, Manipulation und das Auslesen von Quantenzuständen. Im Panel berichten ausgewählte Experten aus Industrie und Forschung über das Potenzial und den aktuellen Stand der Entwicklung.

Lasers Materials Processing

Chairs:

  • Dr.-Ing. Alexander Olowinsky, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
  • Dr.-Ing. Hans-Joachim Krauß, Bayerisches Laserzentrum GmbH (BLZ)
  • Dr. Günter Ambrosy, TRUMPF Laser und Systemtechnik GmbH

Abstract:

Smart Mobility: Batterien und Brennstoffzellen sind die Kernkomponenten für alternative Antriebe und Energiespeichersysteme. Laser sind aus der Fertigung bereits heute nicht mehr wegzudenken: Strukturieren und Schneiden von Elektroden, Kontaktierung von Batteriezellen oder Schweißen von Bipolarplatten.

Neue Prozesse und neue Strahlquellen finden hier ihren Einsatz. Dabei spielen neben der Steigerung der Prozessgeschwindigkeiten und Reproduzierbarkeit auch die Einbindung in digitale Prozessketten eine wichtige Rolle bei der Umsetzung in industrielle Fertigungssysteme. Dieses Panel gibt einen Einblick in die wichtigen Laserstrahlbearbeitungsprozesse und zeigt spannende, industriell relevante Umsetzungen in der Praxis.

Chairs:

  • Dr. Jens Schüttler, Coherent
  • Prof. Wolfgang Schulz, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Abstract:

Simulationstools und -Methoden haben heute einen Stand erreicht, der auch für komplexe Materialbearbeitungsprozesse relevante Voraussagen über deren Verhalten erlaubt. Entscheidend für den erfolgreichen Einsatz sind die richtige Wahl der zugrundeliegenden Modelle, die Einbeziehung experimenteller Kenntnisse und die Reduktion der numerischen Komplexität auf ein handhabbares Maß.

Die Vorträge dieses Application Panels sollen Ihnen an Hand ausgewählter Beispiele zeigen, wie heute mit Hilfe der Simulation Laser-Materialbearbeitungsprozesse zielgerichtet entwickelt werden, um deren Effizienz und Qualität zu steigern.

Chairs:

  • Dr. Dirk Müller, Coherent
  • Dr. Ulf Quentin, TRUMPF GmbH + Co. KG

Abstract:

Mikro-Strukturen sind allgegenwärtig in unserer Umgebung. Sie schaffen einen Mehrwert in Geräten auf so unterschiedlichen Märkten wie der Mikroelektronik, der Medizin und der Luft- und Raumfahrt. Dieses Application Panel konzentriert sich auf Fertigungstechniken zur Herstellung von Mikrostrukturen in einer Größenordnung und in Materialien, die mit konventionellen Methoden nur schwer oder mit hohem Kostenaufwand zu erzeugen sind.

Dabei wird der kostengünstige Aspekt dieser Mikrostrukturierungsprozesse hervorgehoben. Niedrigste Kosten bedeuten, den richtigen Laser zu verwenden, wobei der kürzeste Puls nicht immer die beste Lösung darstellt. Die Präsentationen umfassen Beispiele mit Lasern, die in der Pulsdauer von Femtosekunden, Pikosekunden bis hin zu Nanosekunden reichen.

Chairs:

  • Ulrich Thombansen, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
  • Prof. Michael Schmidt, Bayerisches Laserzentrum Gemeinnützige Forschungsgesellschaft mbH (BLZ)

Abstract:

Laser-basierte Fertigungsverfahren gewinnen kontinuierlich an Bedeutung. Ihre Vorteile in Hinblick auf Prozessgeschwindigkeit, Kontaktfreiheit und Digitalisierbarkeit sind ideal in einer fortschrittlichen Produktion. In diesem Umfeld ist ein wachsender Einfluss von Verfahren des maschinellen Lernens (ML) und der künstlichen Intelligenz (KI) zu beobachten. Während diese Mittel in den Bereichen Marketing und Logistik bereits zum Stand der Technik gehören, gibt es in der Fertigung sowohl erste Erfolgsgeschichten wie auch Probleme und Bedenken bei der Anwendung auf kritische Prozesse.

In der Session berichten industrielle Anwender über Eintrittsbarrieren, Mittel und Erfolge bei der Nutzung neuer Verfahren im Kontext laser-basierter Fertigungsverfahren. In Hinblick auf aktuelle Entwicklungen im diesem technologisch herausfordernden Bereich berichten Industrie und Wissenschaft gemeinsam über aktuelle Problemstellungen und Lösungsansätze für Probleme wie „digitales Rauschen“ und „deterministische Intelligenz“.

Biophotonics, Medical Applications, Optical Metrology and Imaging

Chairs:

  • Prof. Manfred Dick, Carl Zeiss Meditec AG
  • Dr. Ralf Brinkmann, Universität zu Lübeck und Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH

Abstract:

Künstliche Intelligenz (KI) und virtuelle Realität (VR) breiten sich zunehmend in unterschiedlichsten Anwendungsfeldern aus und sind zum Teil schon in unseren Alltag integriert. Auch in der modernen Medizin werden beide Techniken derzeit in verschiedenen Disziplinen evaluiert um ihr Potential zur Diagnostik und Therapieunterstützung auszuloten.

Chairs:

  • Dr. Matthias Schulze, Coherent
  • Dr. Victor Matylitsky, High Q Laser GmbH - MKS Instruments, Inc.

Abstract:

In den letzten Jahren haben sich Photoniklösungen zum Innovationstreiber für die Biotechnologie entwickelt. Mit Blick auf Infektionskrankheiten wie beispielsweise die aktuelle Covid-19 Pandemie hilft Photonik bei der Entwicklung erfolgsversprechender Strategien, um aus der Forschung heraus therapeutische Strategien und Impfstoffe zu entwickeln und zu validieren.

Ein herausragendes Beispiel für ein photonisch basiertes Anwendungen ist die Durchflußzytometrie, die Einblick in die Funktion des Immunsystems bei der Abwehr von Infektionen bietet. Eine Schlüsselinnovation hierbei ist die Erhöhung der simultan ermittelten Parameter. Hierzu leistet die Photonik einen Beitrag, in dem sie neue Wellenlängen zur Verfügung stellt. Darüber hinaus beschleunigen Mehrwellenlängen Subsysteme die Entwicklung neuer Instrumente in der Zytometrie.

Ein weiteres Feld in den Lebenswissenschaften ist die Neurowissenschaft. Hier ermöglichen Femtosekundenlaser neue Erkenntnisse bei dem Verständnis neuronaler Funktionen. Bildgebende Verfahren werden erweitert mit neuen Methoden wie der Lichtblattmikroskopie und nutzen Vorteile photonischer Lösungen. Dieses Applikationsveranstaltung stellt die Synergie zwischen Laser und photonischen Lösungen und dem Fortschritt in Anwendungen der Lebenswissensschaften heraus.

Chairs:

  • Prof. Jürgen, Popp, Leibniz-IPHT // JenaPhotonics®
  • Dr. Markus Lankers, MIBIC GmbH & Co KG
  • Dr. Jörg Weber, Biophotonics Diagnostics GmbH

Abstract:

Die aktuelle Pandemie führt uns nachdrücklich vor Augen, dass der Bedarf an schneller und zuverlässiger Diagnostik von Infektionserreger wie Viren und Bakterien enorm hoch ist. Gleiches gilt für die massive Zunahme antimikrobieller Resistenzen. Die Diagnostik von Infektionskrankheiten insbesondere mit photonischen Methoden ist sowohl ein hochinnovatives Forschungsgebiet als auch ein schnell wachsender Markt.

Wissenschaftliche Erkenntnisse müssen schnell in Produkte umgesetzt werden. Das erfordert eine frühzeitige, enge Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Disziplinen und der Industrie. Dieses Panel wird dementsprechend Endnutzer mit Forschern und Technologieentwicklern der Biophotonik zusammenbringen und beginnt deshalb mit dem Vortrag eines Klinikers, um die medizinischen Erfordernisse darzustellen. Referenten aus Forschung und Industrie werden die medizinischen Anforderungen in technologische Bedarfe übersetzen und Lösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette präsentieren.

Chairs:

  • Prof. Jürgen Stampfl, TU Wien – Institute of Materials Science and Technology
  • Dr. Nadine Nottrodt, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Abstract:

Die Entwicklung leistungsfähiger, preisgünstiger und kompakter Laserquellen ermöglicht den mannigfaltigen Einsatz solcher Lichtquellen in der Biofabrikation. Zellen reagieren auf topographische, mechanische und biochemische Eigenschaften der Umgebung. Methoden wie Multiphotonenlithographie, Laser Induced Forward Transfer (LIFT) und orthogonale Photochemie ermöglichen die Herstellung von dreidimensional strukturierten Zellumgebungen, die sowohl in Bezug auf mechanische Merkmale wie Steifigkeit und Viskosität als auch in Hinblick auf funktionelle (biochemischen) Eigenschaften auf einer Größenskala, die den Abmessungen biologischer Zellen entspricht, definiert sind.

Im Rahmen des Anwendungs-Panels werden u.a. aktuelle Ansätze zu 3D und 4D-Zellkulturen diskutiert, welche unter Verwendung der oben beschriebenen Methoden die Herstellung von Organen bzw. ihre Vorstufen (Organoide, Sphäroide, Gewebe) ermöglichen. Im Fokus des Panels stehen dabei hybride Systeme, in denen Laserbearbeitung neue Konzepte zur besseren Anbindung zwischen biologischen und technischen Systemen bietet.

Sprache: Die Application Panels werden in englischer Sprache abgehalten.
Ort: Foren direkt in den jeweiligen Messehallen.
Zugang: Die Veranstaltungen stehen allen Messebesuchern, Ausstellern und Kongressteilnehmern offen.
Rahmenprogramm
Informationsprogramm

Auf der LASER World of PHOTONICS erleben Besucher ein Informationsprogramm, das die ganze Welt der Photonik abbildet.

Information
Rahmenprogramm
Termindatenbank

Der Veranstaltungskalender der LASER World of PHOTONICS.

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