„Die CLEO ist immer auch ein Blick in die Zukunft“

Prof. Dr. Lukas Gallmann vom Institute for Quantum Electronics der ETH Zürich spricht als Konferenzleiter der CLEO®/Europe 2023 über den zunehmenden Einsatz von Industrielasern in Forschungslabors, den Megatrend zur Nutzung von Künstlicher Intelligenz in der Photonik und die Highlights der diesjährigen Konferenz.

Wo setzt die CLEO®/Europe 2023 die inhaltlichen Schwerpunkte?

Wie immer deckt unsere Konferenz ein breites fachliches Spektrum von physikalischen Grundlagen bis zur Anwendung ab. Insbesondere unsere Joint Sessions mit der European Quantum Electronics Conference (EQEC) und mit der Lasers in Manufacturing (LiM) sind interdisziplinär ausgerichtet und werden sich u.a. mit Integrated Photonics for Astronomy, Photonics for Artificial Intelligence (AI) und Free Electron Lasers befassen. Bei Letzteren geht es um die Entwicklung und den Einsatz von neuen leistungsfähigen Strahlquellen für Röntgenstrahlung. Das ist ein noch junges Forschungsfeld, aus dem in den nächsten Jahren sicherlich viele neue Anwendungen hervorgehen. Ein weiterer Schwerpunkt ist die integrierte Photonik. Rund um photonisch integrierte Schaltkreise (PICs), optische Schalter sowie die Nano- und Mikro-Photonik haben wir auffällig viele Papers erhalten, so dass wir hierzu ein Joint Symposium mit sechs Sessions auf die Beine stellen konnten. Auch AI-Anwendungen widmen sich viele Vorträge. Diese Themen sind schon seit einigen Jahren präsent, aber jetzt nehmen sie richtig Fahrt auf. Aber die CLEO®/Europe hat mehr zu bieten: Ein Fokus sind Strahlquellen von Solid State-, über Faser- und Wavequide- hin zu Halbleiterlasern, Ultrakurzpuls- und Terahertz-Quellen. Ungefähr 45 Prozent der Vorträge widmen sich diesem Bereich. Weitere 30 Prozent richten den Fokus auf neue optische Materialien und Prozesse – von ablativ bis additiv. Eine dritte Säule richtet sich auf Anwendungen, sei es die Forschung im Attosekunden-Bereich, die optische Sensorik, Mikroskopie oder Kommunikation.

Gibt es in Ihrem Segment der Photonik gerade spannende Technologietrends?

Neben den erwähnten Trends rund um die Integrated Photonics und Artificial Intelligence gibt es in der Ultrakurzpulstechnologie eine interessante Entwicklung: in Forschungslaboren sind immer öfter Industrielaser im Einsatz, die sehr zuverlässig sind; in erster Linie diodengepumpte Festköperlaser und Faserlaser. Das scheiterte lange daran, dass deren Pulsdauern für manche Anwendungen zu lang waren. Darum waren hier fast nur Titan-Saphir-Laser im Einsatz. Nun ebnen neue Ansätze der nichtlinearen Pulskompression Industrielasern den Weg in die Forschungslabore, in denen sie einst ihren Ursprung hatten. Hier schließt sich ein Kreis. Genau das macht die CLEO für mich so interessant. Es geht hier oft um neue Strahlquellen, die dann ihren Weg in die Anwendung finden, dort reifen und so ein immer breiteres Anwendungsspektrum erschließen. Unsere Konferenz ist also immer auch ein Blick in die Zukunft.

Gibt es auf Ihrer Konferenz Highlights, auf die Sie die LASER-Community hinweisen möchten?

Wo wir gerade die Chirped Pulse Amplification gestreift haben, fällt mir als Erstes der Plenarvortrag von Nobelpreisträgerin Donna Strickland ein. Sie wird darin den Bogen von der nichtlinearen Optik zur Hochintensitäts-Laserphysik spannen. Eine weiteres Highlight ist aus meiner Sicht das Tutorial von Prof. Andreas Tünnermann zu den Möglichkeiten der Leistungsskalierung von Faserlasern durch die Verwendung fortschrittlicher Faserdesigns in Kombination mit innovativen Laser- und Verstärker-Architekturen. Um das stetige Ausweiten der Leistungsparameter dreht sich zudem die Keynote von Clara Saraceno, die an der Ruhr-Universität Bochum daran arbeitet, leistungsstarke Ultrakurzpuls-Laser für die Erzeugung von Terahertzstrahlung zu skalieren. Im Gegensatz dazu befasst sich Anatoly Zayats vom King’s College London in seiner Keynote mit nichtlinearer Optik mit Nanopartikeln und Metamaterialien für niedrige Leistungsbereiche. Diese bergen gerade für Anwendungen in der Integrierten Photonik und den Quantentechnologien großes Potenzial. In diesen Bereich setzt auch Prof. Tobias Kippenberg von der EPFL in Lausanne ein Highlight: Er spricht über optische Schalter und Frequenzkämme on-Chip, die auch mit sehr schwachen Lichtintensitäten funktionieren.

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