LASER World of PHOTONICS 2023 – Application Panel Programm

Chairs:

• Prof. Dr. Mirco Imlau, Universität Osnabrück
• Dr. Fabian Lausen, Bundesministerium für Bildung und Forschung
  

Abstract:

Mit der 2020 angelaufenen Fördermaßnahme "Open Photonik Pro" verfolgt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Ziel, neue Formen der Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft mit der Maker- und Gründerszene zu fördern. Ziel der Maßnahme ist es, Photonik möglichst vielen technikaffinen Personen näherzubringen und insbesondere einen kreativen Zugang zu dieser Zukunftstechnologie zu ermöglichen.

In den geförderten Projekten wurden zusätzliche Innovationspfade und -potenziale erschlossen. Gleichzeitig wurden Innovationszyklen deutlich verkürzt und die Vernetzung der jeweiligen Gruppen nachhaltig verbessert. Auf dem „Open Photonik Pro“-Abschlussmeeting stellen die geförderten Projekte ihre Ergebnisse einem breiten Messepublikum vor.

Chairs:

• Klaus Kleine, 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 Detektion von Pipeline Lecks per Helikopter und die satellitengestützte Messung von Treibhausgasen und Windgeschwindigkeiten. Die Fertigung der neuesten Generation Computerchips, für deren Herstellung gepulste CO2 Laser mit Multi 10 kW Ausgangsleistung eine Schlüsselrolle spielen ist ein weiteres Beispiel. Zu nennen sind auch Festkörperlaser mit bis einigen kW Leistung mit Emission im grünen und ultravioletten Spektralbereich, die in der Elektrotechnik und Elektronik eingesetzt werden.

Sie erhalten in diesem Application Panel einen Überblick über den neuesten Stand kommerzieller Lasertechnologie. Die Vorträge werden von ausgewählten Rednern internationaler Marktführer aus dem Feld der Hochleistungslaser gehalten.

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 sowie im mittleren Infrarot. 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:

• Jorn Smeets, PhotonDelta
• Prof. Martin Schell, Heinrich-Hertz-Institut

Abstract:

Photonisch integrierte Schaltungen (PICs) haben das Potenzial, die Optik in der gleichen Weise zu revolutionieren wie es elektronische ICs seit den 1970er Jahren in der Elektronik getan haben. PICs ermöglichen die Entwicklung von Geräten, die Daten mit beispielloser Geschwindigkeit und Empfindlichkeit erfassen, verarbeiten und übertragen können, was die Tür zu neuen Anwendungen und Märkten öffnet. Dies gilt insbesondere für die Datenübertragung, zunehmend aber auch für Sensorik, LIDAR, Mikrowellen- und Quantentechnologien. Die jüngsten Entwicklungen auf diesem Gebiet, wie das Aufkommen von PIC-Foundries, haben die Eintrittsschwelle deutlich gesenkt, und mit z. B. Silizium, Polymer, Lithiumniobat hat sich der zugängliche Wellenlängenbereich weit über die Anforderungen der Telekommunikation hinaus erweitert.

Das Panel gibt einen Überblick über erfolgreiche Ergebnisse in verschiedenen Anwendungen und Technologien. Foundry Access und Design Tool Chains werden vorgestellt und helfen Ihnen zu beurteilen, ob PICs eine Option für Ihre heute klassische Optikanwendung sind.

Chairs:

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

Abstract:

Das Panel "Hochleistungsdiodenlaser der nächsten Generation" stellt die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Diodenlaser vor. Die Session deckt ein breites Spektrum an Themen ab, darunter Pumpquellen für die Laserfusion und Strahlquellen für die Materialbearbeitung. Vortragende aus Industrie und Wissenschaft stellen ihre Forschungsergebnisse vor und teilen ihre Expertise mit den Teilnehmenden. Die Konferenz unterstreicht den steigenden Bedarf an Hochleistungsdiodenlasern in vielen Anwendungsbereichen wie Industrie und Medizin. Das Panel bietet eine hervorragende Gelegenheit für den Austausch zwischen Forschenden und Fachleuten aus der Industrie, wodurch die Zusammenarbeit bei der Entwicklung der nächsten Generation von Hochleistungsdiodenlasern ermöglicht wird.

Chairs:

• Anne Wendel, Fachabteilung Machine Vision, VDMA Robotik + Automation
• Dr.-Ing. Christopher Taudt, Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS / Anwendungszentrum für Optische Messtechnik und Oberflächentechnologien

Abstract:

Die Bildverarbeitung ist aus der heutigen Produktion nicht mehr wegzudenken. Bildverarbeitungssysteme führen Qualitätsprüfungen durch, lesen Codes, identifizieren Komponenten, steuern Maschinen, kontrollieren Prozesse und liefern wertvolle Daten zur Optimierung der Produktion. Die aktuellen Trends in der modernen Fertigung verlangen nach mehr Informationen als nur 2D-Bildern mit Form- und Objekterkennung. Zu den neuen funktionalen Merkmalen des maschinellen Sehens gehören spektrale, zeitliche, kohärente und Tiefeninformationen. Im Rahmen dieses Anwendungspanels werden aktuelle Trends bei der Nutzung von hyper-spektralen, Time-of-Flight-, plenoptischen, interferometrischen und anderen fortschrittlichen Bildgebungsmodalitäten vorgestellt und im Zusammenhang mit Bildverarbeitungsanwendungen in der Fertigung diskutiert.

Im Rahmen des Anwendungspanels werden Experten aus der Industrie und der angewandten Forschung einen Überblick über das Thema geben.

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:

• Peter Abels, 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“.

Chairs:

• Dr. Dirk Müller, Coherent
• Dr. Ulf Quentin, TRUMPF GmbH + Co. KG
• Dr. Dietmar Kracht, Laser Zentrum Hannover

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:

• Dr. Arnold Mayer, Optech Consulting

Abstract:

Der International Laser Marketplace findet 2023 als Application Panel auf dem Forum Laser Materials Processing statt. Im Fokus steht die aktuellen Marktzahlen für Industrielaser und Lasersysteme sowie die Entwicklungsperspektiven in den wichtigsten internationalen Absatzmärkten wie China, Japan und Indien.

Chairs:

• Prof. Dr. Ronald Sroka, LIFE-Zentrum, LMU Klinikum, München / DGLM
• Dr. med. Carsten Philipp, Zentrum Lasermedizin, Evangelische Elisabeth Klinik Krankenhausbetriebs gGmbH, Berlin / DGLM
• Prof. Jürgen Popp, Leibniz-IPHT // LGT und DGLM

Abstract:

In den vergangenen Jahren hat sich das Thema "Biophotonik in der Medizin“ in vielschichtiger Weise weiterentwickelt. In-vitro-Diagnostik auf Basis biophotonischer Verfahren und Phänomene ist fester Bestandteil in der Pathologie und Laboratoriumsmedizin, wobei auch heute noch kontinuierlich neue Verfahren Einzug halten. Hochinteressante neue In-vivo-Verfahren profitieren von technischen und instrumentellen Weiterentwicklungen, sehen sich aber der Herausforderung gegenüber, dass nationale und internationale Regeln die Translation in die Klinik allgemein erschweren. Point-of-care-Anwendungen stellen in dem Zusammenhang auch für kleinere Firmen eine interessante Möglichkeit für einen Markteinstieg dar. Neue Technologien der Informationsverarbeitung (Künstliche Intelligenz, Deep Learning) stehen ebenfalls in einem Spannungsfeld, zwischen ungeahnten neuen Möglichkeiten auf Basis sehr großer Datenmengen einerseits und Fragen des Datenschutzes sowie der medizinischen Verantwortung andererseits. Referenten aus Medizin, Forschung und Industrie berichten über neue technologische Möglichkeiten, Randbedingungen sowie Vermarktungsmöglichkeiten im Bereich der Medizin.

Organizer:

SPECTARIS – Deutscher Industrieverband für Optik, Photonik, Analysen- und Medizintechnik

Moderation:

Dr. Wenko Süpitz, SPECTARIS

Abstract:

Die Medizintechnik ist eines der größten und zugleich vielseitigsten Anwendungsfelder der deutschen Photonik-Industrie. Nahezu alle photonischen Technologien wie Laser, optische Fasern, LED-Beleuchtungen, bildgebende Systeme und optische Sensoren werden in einer Vielzahl von Anwendungen in Kliniken, bei niedergelassenen Ärzten und im häuslichen Bereich eingesetzt. Kurzpräsentationen von innovativen Konzepten und Produkten für die Medizintechnik geben zahlreiche Anregungen, was mit Photonik in diesem Bereich möglich ist.

Chairs:

• Prof. Dr. Jürgen Popp, Leibniz-IPHT // JenaPhotonics®
• Dr. Jens Hellwage // Leibniz-Gesundheitstechnologien und Forschungscampus InfectoGnostics

Abstract:

Die Corona-Pandemie hat uns nachdrücklich vor Augen geführt, wie hoch der Bedarf an einer schnellen und zuverlässigen und insbesondere einer patientennahen Diagnostik von Infektionserreger wie Viren und Bakterien ist. Die Einsatzgebiete solcher biophotonischer Point-of-Care-Tests (POCT), also von optischen Test-Verfahren, die direkt am Patienten durchgeführt werden können, erstreckt sich auf viele andere bedeutsame Gesundheitsfelder, wie Diabetes, Asthma, COPD, Krebs-Diagnostik, etc. Neben den POCT-Verfahren, die sich in Arztpraxen durch geschultes Personal einsetzen lassen, gewinnen POCT-Verfahren, die im Home-Care-Bereich z.B. als Wearable einsetzbar sind, immer mehr an Bedeutung. Hierdurch können wichtige Beträge für die Präventionen, also der Vermeidung bzw. dem frühzeitigen erkennen von Krankheiten geleistet werden.

Die POC-Diagnostik mit biophotonischen 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:

• Dr. Mark Bischoff, Carl Zeiss AG
• Dr. Ralf Brinkmann, Universität zu Lübeck und Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH
• Dr. Achim Lenenbach (Fraunhofer ILT)

Abstract:

Medizinische robotische Systeme haben sich in verschiedenen Bereichen der Medizin etabliert. Sie unterstützen und erleichtern bereits die Diagnostik und Therapie in der Orthopädie, der Ophthalmologie, der Dermatologie, der endoskopischen Chirurgie und der stereotaktischen Neurochirurgie. Diese medizinischen Gerätesysteme verwenden oft spezielle Bildaufnahmeeinheiten für die optische Informationserfassung und manche erlauben die Einbindung externer Daten von einem MRT oder CT. Einige der zugelassenen Medizingerätesysteme verwenden auch Laser für mikrochirurgische Applikationen. Allen erfolgreichen medizin-robotischen Systemen ist dabei gemeinsam, dass sie die speziellen technischen Möglichkeiten dessen nutzen, was wir allgemein als „Robotik“ bezeichnen, um relevanten klinischen Nutzen für Patienten zu schaffen.

Die Beiträge in diesem Applikations-Forum werden insbesondere die implementierten optischen Technologien in ausgewählten Systemen vorstellen und Konzepte für zukünftige Innovationen in diesem Feld präsentieren.

Chairs:

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

Abstract:

Die Biotechnologie ist ein wachsender globaler Fokus. Von der Herausforderung neuer Infektionskrankheiten bis zum Interesse an neuen Therapien spielt die Photonik eine wichtige Rolle bei der Entwicklung neuer technischer Lösungen und Applikationen. Dies betrifft die gesamte Wertschöpfungskette von der Grundlagenforschung bis zur klinischen Implementierung. Innovationen reichen von neuen Laserlösungen und damit verbundener Miniaturisierung bis zu neuen Reagenzien. Gemeinsam teilen sie die Zielsetzung verbesserter Lebensqualität und nachhaltiger Gesundheit. Die alternde Bevölkerung sieht sich verstärkt in dem Bereich der neurologischen Erkrankungen herausgefordert. Hier bieten verbesserte Mikroskopieverfahren neue Schlüsselerkenntnisse beim Verständnis der neuronalen Funktionalität.

Diese Applikationsveranstaltung beleuchtet die Synergie zwischen den beteiligten Innovationsbereichen.

Chairs:

• Dr. Wilhelm Meiners, TRUMPF GmbH + Co. KG
• Tim Lantzsch, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Abstract:

Die laserbasierte Additive Fertigung ermöglicht die werkzeuglose Herstellung hochkomplexer metallischer Bauteile und hat sich deshalb in den vergangenen Jahren vom Prototyping zu einem zunehmend industriell etablierten Fertigungsverfahren entwickelt. Vor diesem Hintergrund rücken Aspekte wie Produktivität und Qualitätssicherung sowie die Integration der Additiven Fertigung in bestehende Prozessketten und die Etablierung durchgängiger Datenstrukturen in den Fokus der aktuellen Forschung und Entwicklung.

Im Rahmen der Session berichten Softwareanbieter, Komponenten- und Systemhersteller und industrielle Anwender der Additiven Fertigung sowie Experten aus dem Bereich der angewandten Forschung über technologische Innovationen entlang der Wertschöpfungskette der Additiven Fertigung.