Photonics

Photonik ist die Wissenschaft und Technologie des Lichts. Es umfasst das Erzeugen, Führen, Manipulieren, Verstärken und Detektieren von Licht. Und es steckt hinter vielen Innovationen, die die Art und Weise, wie wir in den letzten Jahren leben, verändert haben. 

Laser, optische Fasern, die Kameras und Bildschirme in unseren Telefonen, optische Pinzetten und Beleuchtung in unseren Autos, Häusern, Computerbildschirmen und Fernsehern sind nur einige Beispiele für Photonik. Angesichts der aktuellen Landschaft und des Potenzials, das die Photonik hat, um Innovationen in mehreren Branchen zu fördern, wurde sie als eine der Schlüsseltechnologien (KETs) Europas des 21. Jahrhunderts anerkannt.

Die Europäische Technologieplattform Photonics21 stellt die Forschungsprioritäten der Photonik auf europäischer Ebene dar. Ziel ist es, einen gemeinsamen Ansatz zwischen der europäischen Industrie, Wissenschaft und Politik zu entwickeln. Die Europäische Kommission hat eine öffentlich-private Partnerschaft mit Photonics21 zur Unterstützung und Entwicklung dieses grundlegenden Teils der europäischen Wissenschaft und Wirtschaft unterzeichnet. 

Photonik und Alltag

Die Photonik spielt eine wichtige Rolle bei der Förderung von Innovationen in immer mehr Bereichen. Die Anwendung der Photonik erstreckt sich über mehrere Sektoren, von der optischen Datenkommunikation über Bildgebung, Beleuchtung und Displays bis hin zum verarbeitenden Gewerbe, Life Sciences, Gesundheitswesen, Sicherheit und Gefahrenabwehr.

Photonics bietet neue und einzigartige Lösungen, bei denen die heutigen konventionellen Technologien in Bezug auf Geschwindigkeit, Kapazität und Genauigkeit an ihre Grenzen stoßen. Der Einfluss der Photonik auf unser tägliches Leben ist bemerkenswert.

Gesundheit

Die Photonik hat das Potenzial, das Gesundheitswesen zu revolutionieren, da das Licht Krankheiten schnell, empfindlich und genau erkennen und messen kann.

Biophotonik ist der Einsatz lichtbasierter Technologien in den Bio- und Medizinwissenschaften. Es kann effektiv für die sehr frühe Erkennung von Krankheiten, mit nicht-invasiven Bildgebungstechniken oder Point-of-Care-Anwendungen verwendet werden.

Die Biophotonik ist auch für die Analyse von Prozessen auf molekularer Ebene von entscheidender Bedeutung, da sie ein besseres Verständnis des Ursprungs von Krankheiten ermöglicht und so Prävention und neue Behandlungen ermöglicht. Photonische Technologien spielen auch eine wichtige Rolle bei der Bewältigung der Bedürfnisse unserer alternden Gesellschaft, von Herzschrittmachern über synthetische Knochen bis hin zu Endoskopen und Mikrokameras, die in In-vivo-Prozessen verwendet werden.

Beleuchtung und Energieeinsparung

Photonik wird auch in fortschrittlicher Beleuchtungstechnik wie Solid State Lighting (SSL) für allgemeine Beleuchtungsanwendungen eingesetzt. SSL basiert auf lichtemittierenden Dioden (LEDs) und organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs).

SSL bietet eine qualitativ hochwertigere Beleuchtung und trägt zu erheblichen Energieeinsparungen bei. Intensive Produktions- und Forschungsaktivitäten zielen darauf ab, die SSL-Leistung, insbesondere Energieeffizienz und Qualität, weiter zu verbessern und damit die Kosten zu senken.

Im Rahmen des europäischen Grünen Deals hat sich die EU verpflichtet, bis 2050 keine Netto-Treibhausgasemissionen mehr zu verursachen. Beleuchtung macht weltweit rund 19 % des Stromverbrauchs aus, so dass eine effizientere Beleuchtung enorme Energieeinsparungen ermöglicht.

Durch den Austausch von Glühbirnen durch SSL-Technologien könnten beispielsweise bis zu 70 % der heute in der Beleuchtung verbrauchten Energie eingespart werden. Und SSL besitzt herausragende einzigartige Eigenschaften wie Robustheit, längere Lebensdauer, Dimmbarkeit und Farbabstimmbarkeit. Diese Eigenschaften bieten beispiellose Möglichkeiten, die Beleuchtungsumgebung so zu gestalten und anzupassen, dass sie den individuellen Bedürfnissen entspricht.

Breitband-Internetzugang

Die Notwendigkeit schnellerer, transparenterer, dynamischerer und umweltfreundlicherer Breitbandnetze treibt die Forschungspolitik der EU im Bereich der optischen Datenkommunikation voran. Die Forschung in diesem Bereich befasst sich mit dem dramatischen Anstieg des Stromverbrauchs im Internet, in Rechenzentren und Servern. Ziel ist es, Verkehrswachstum, schnelle Netzwerkänderungen und unterschiedliche Verkehrsanforderungen zu ermöglichen und gleichzeitig die Datenkommunikation schneller, billiger und energieeffizienter zu gestalten.

Sicherheit und Gefahrenabwehr

Photonik ist ein Schlüsselfaktor für die Verbesserung der Sicherheit von Menschen, Gütern und der Umwelt. Es bietet die Möglichkeit, berührungslose Sensoren und visuelle Anwendungen zu bauen, die in verschiedenen Bereichen des Lichtspektrums von Röntgen bis Terahertz arbeiten. Solche Sensoren wären ausreichend empfindlich und genau, um potenzielle Gefahren oder Gefahrensituationen zuverlässig zu erkennen.

Photonik-Technologien haben mehrere praktische Anwendungen in der Sicherheit. Fasersensoren werden eingesetzt, um strukturelle Defekte im Gebäudebereich zu erkennen, Umweltverschmutzung zu verhindern und Fahrerassistenzsysteme zu entwickeln. 

Sicherheitsanwendungen basieren auch auf Photonik-Technologien, beispielsweise in Biometrie- und Grenzsicherungssystemen, Videoüberwachungssystemen und Geräten zur Erkennung gefährlicher oder illegaler Güter.

Herstellung von hoher Qualität

Laser sind zu einem vielseitigen Werkzeug geworden. Die Laserbearbeitung ist für die großvolumige, kostengünstige und präzise Fertigung unerlässlich geworden. Neue laserbasierte Technologien stimulieren neue Fertigungsprozesse mit einer außergewöhnlich hohen Qualität. Dies ermöglicht Massenanpassung und hochflexible Produktion auf Abruf, schnelle, saubere und ressourceneffiziente Fertigung und Null-Fehler-Produktion.

Europa ist führend bei industriellen Lasertechnologien. Es entwickelt, liefert und wendet Laser und Lasersysteme an. Industrielle Lasertechnologien werden in der Automobilindustrie, zur Behandlung von Kunststoffen, zur Herstellung von Photovoltaikzellen, Halbleitern und miniaturisierten Bauteilen in der Medizintechnik und mehr eingesetzt.

Um mehr über Photonik zu erfahren, können Sie Photonics21, die Europäische Technologieplattform, besuchen oder uns für weitere Informationen kontaktieren.