Ausgezeichnete photonische Innovationen
Bühne frei für die Preisträger des Laser World of Photonics Innovation Awards 2025, für ihre ausgezeichneten Innovationen und für die Teams, die es auf die Shortlist der Nominierten geschafft haben.
Zeitgleich fanden im Juni die Laser World of Photonics, die World of Quantum, die automatica und der World of Photonics Congress 2025 auf dem Münchner Messegelände statt. Ein Event der Superlative, das Akteure vernetzt, Communities verbindet – und das atemlos von Highlight zu Highlight eilt!
Auf die Preisträger in den sieben Kategorien des Innovation Award 2025 fiel an den Messetagen nur ein kurzes Spotlight. Doch sie haben die 11-köpfige Jury davon überzeugt, dass ihre ausgezeichneten Lösungen die Photonik dauerhaft voranbringen können. Das gilt ebenso für die Teams auf der Shortlist und natürlich die Gesamtgewinnerin des mit 5.000 € dotierten Preises: die Pi Imaging Technology SA aus Lausanne in der Schweiz. Im aktuellen PHOTONICS Interview erläutert ihr CEO und Mitgründer Dr. Michel Antolovic den technologischen Ansatz, die Features und die Einsatzgebiete der prämierten Megapixel-Einzelphotonen-Kamera SPAD Alpha und blickt über den Tellerrand der eigenen Entwicklung hinaus auf aktuelle Trends und Entwicklungen in der zeitlich und räumlich immer höher aufgelösten Sensorik und Bildgebung. Als Gesamtgewinner hat sich sein Unternehmen natürlich auch in der Kategorie durchgesetzt, in der es angetreten war. Daneben waren ficonTEC Service mit einer neuartigen Lösung für die doppelseitige elektrooptische Serienprüfung von Wafern und insbesondere photonic integrated circuits (PICs) sowie Hamamatsu Photonics Deutschland mit einem UV-Mini-Spektrometer in Fingerkuppen-Größe nominiert. Es spaltet UV-Licht im Spektrum von 190 bis 440 nm in einzelne Wellenlängen auf, deren Lichtintensität es hochaufgelöst erfasst. Das miniaturisierte und kostengünstige Instrument ist unter anderem für den Einsatz in Umweltmessgeräten vorgesehen.
Kategorien decken ein breites Einsatzspektrum ab
Neben Sensorik & Messtechnik deckt der Innovation Award sechs weitere Kategorien aus dem breiten Einsatzspektrum der Photonik ab. Seine beiden Sponsoren – Laser World of Photonics und Europa Science, der Verlag hinter den Fachmagazinen Electro Optics, Laser Systems/Europe, Fibre Systems sowie Imaging and Machine Vision Europe – haben einen Gradmesser etabliert, der die dynamische technologische Weiterentwicklung der Branche alle zwei Jahre dokumentiert und die herausragenden Neuentwicklungen prämiert. Darunter einen äußerst robusten optischen Spiegel von Edmund Optics, dem Gewinner im Einsatzfeld Laser, Optoelektronik, Beleuchtung und Energie. Robuste Optiken sind wegen der rasant steigenden Pulsenergien von Ultrakurzpuls-(UKP)-Lasern unverzichtbar – für viele Anwendungen gilt die Laserschadensschwelle (LDT) der Optiken mittlerweile als Nadelöhr.
Hier setzt der nun prämierte PeakPower High LDT Low GDD Ultrafast Mirror an. Er verbindet hohe Reflektivität (> 99,5 %) mit einem Gruppenverzögerungsdispersions-(GDD)-Wert von nahezu Null und einer bisher für Spiegel mit diesen Eigenschaften unerreichten Laserschadensschwelle von über 0,75 J/cm², wenn UKP-Laser mit 25 Femtosekunden und 920 nm Wellenlänge auf sie einwirken. Bislang galt, dass eine hohe LDT zulasten der Reflektivität und GDD geht – oder umgekehrt. Edmund Optics hat diesen Zielkonflikt durch eine geschickte Kombination aus optimierten Beschichtungsmaterialien und -verfahren entschärft. Dennoch dürfte es der Jury schwergefallen sein, den Kategorie-Sieger zu bestimmen. Denn auch der TruMicro 9010 von TRUMPF Laser- und Systemtechnik gilt als großer Wurf: er ist der erste industriell nutzbare UKP-Laser mit seiner Durchschnittsleistung im kW-Bereich. Seine Spitzenleistung liegt sogar bei 10 GW (@100 kHz Wiederholrate). Diese Werte in Verbindung mit hoher Präzision und Zuverlässigkeit werden und eine effiziente Skalierung bereits bestehender sowie viele neue UKP-Anwendungen ermöglichen.
Besondere Beiträge zur Biophotonik und Medizintechnik sowie zur Quantentechnologie
TOPTICA Photonics hat es gleich in zwei Kategorien in die Shortlist geschafft. In der Biophotonik und Medizintechnik holte sie mit ihrem FemtoFiber ultra FD für die Wellenlängenbereiche von 780,920 und 1050 nm den Kategorie-Sieg. Das Besondere an diesem Femtosekundenlaser für die Zwei-Photonen-Mikroskopie: Durch Direktübertragung der fs-Impulse von der Laserquelle zum Mikroskop über eine optische Faser entfallen die Freiraumwege und mit ihnen die Notwendigkeit zur Spiegelausrichtung und Leistungsmessung im Strahlengang. Das ebnet den Weg zu neuen nutzerfreundlichen Mikroskop-Designs mit zugleich erhöhter Lasersicherheit. Das bahnbrechende Konzept hat sich gegen Lösungen von Futonics Laser sowie LaserAtWork durchgesetzt. Letztere hatte mit ihrem „Hummingbird“ einen miniaturisierten 1030-nm-fs-Laseroszillator eingereicht, der eine durchschnittliche Leistung von >1 W und Impulse von <200 fs bei 50 MHz liefert. Inklusive Kühlung und Elektronik misst er nur 70 x 49 x 28 mm, was die Integration in kompakte Geräte für Anwendungen wie Optogenetik oder die 2-Photonen-Bildgebung oder auch als robuste Seed-Quelle für Verstärker ermöglicht. Die dritte Innovation auf der Shortlist war ein 2-µm-Thulium-Faserlaser von Futonics Laser, der 1.000 W im quasi-Dauerstrich- und 200 W im Dauerstrichbetrieb liefert und über ein patentiertes Kopplungssystem verfügt. Designt ist er für die minimalinvasive Lithotripsie – also die Zertrümmerung von Nieren-, Gallen- oder Blasensteinen.
In der Kategorie Quantentechnologie hat es TOPTICA’s Laser CTL 780 mit breiter modensprungfreier Abstimmung von 750 bis 790 nm ebenso wie der attoCMC von der attocube systems AG bis auf die Shortlist geschafft. Bei Letzterem handelt es sich um eine kompakte Lösung für die Kryokühlung im Bereich der photonische Quantentechnologien. Das Plug-&-Play-System minimiert den Strombedarf und reduziert den Infrastrukturaufwand signifikant, was es für Anwendungen in Rechenzentren und in kompakten, marktnahen Quantensystemen prädestiniert. Kategorie-Sieger ist die Menhir Photonics AG. Ihr MENHIR-1030 ist der erste industrietaugliche 1-GHz-fs-Laser, besticht durch extrem geringes Rauschen, höchste Stabilität und einen wartungsfreien 24/7-Betrieb. Einsatzfeld sind Aufgaben mit höchsten Präzisionsanforderungen, sei es die Erzeugung von hochfluxigen Einzel- und verschränkten Photonen in den Quantentechnologien oder ultrahohe Spitzenleistungen mit aktivierbarem GHz-Burst-Modus in der Materialbearbeitung.
Starke Impulse für die industrielle Lasermaterialbearbeitung
Auch in den weiteren Kategorien haben sich Lösungen durchgesetzt, von denen starke Impulse für die industrielle Laserbearbeitung ausgehen. So hat OPTOMAN die Kategorie Optik und Fertigungstechnik für Optik mit einer nichtdegradierenden UV-Optik gewonnen, die signifikant längere Standzeiten sowie stabile Leistungen in Hochleistungs-UV-Laseranwendungen ermöglicht. Die Spiegel sind für ultrakurze (fs/ps) Impulse bei UV-Wellenlängen (257/ 343 nm) optimiert. Während in herkömmlichen UV-Optiken in dem Parameterbereich oft schon nach 1.000 Stunden Degradationsprozesse einsetzen, halten die prämierten Spiegel von OPTOMAN über 10.000 Stunden Hochleistungs-UV-Belichtung stand. Auf die Shortlist schaffte es hier auch Midel Photonics mit einer vollständig reflektierenden Strahlformung auf Basis mikrostrukturierter Spiegel für die Strahlformung, -teilung und -fokussierung. Dieser Ansatz sorgt für eine gleichmäßigere Energieverteilung und reduzierte Energieverluste von Laserprozessen in der Makro- und Mikrobearbeitung sowie in den Biowissenschaften. Beides trägt zur Qualitätsverbesserung und Kostensenkung bei.
Diese Ziele verfolgen natürlich auch die Nominierten der Kategorie Lasersysteme für die industrielle Fertigungstechnik. Gewonnen hat hier die K2 Photonics AG. Mit dem ASOPS hat das Unternehmen einen kompakten 60-MHz-fs-Laser vorgestellt, der zwei Ausgangsstrahlen erzeugt. Er unterscheidet sich kaum von einem einzelnen Laser, parallelisiert aber die Strahlformung der beiden Strahlen, die im Betrieb fast identische Wiederholraten aber eine steuerbare, stabile Differenz aufweisen. Der Ansatz hat das Potenzial, Lasermessanwendungen wie die Inspektion von Halbleiterwafern, die Analyse von Schichtdicken, Haftungsprüfungen und andere komplexe Materialcharakterisierungen auf ein neues Niveau zu heben. Ebenfalls mit einem fs-Laser hat es EKSPLA auf die Shortlist geschafft. Es handelt sich um einen wartungsfreien industriellen 50-W-fs-Laser mit einer wasserfreien Kühlung. Dank des innovativen Direct Refrigerant Cooling (DRC)-Systems erlaubt er einen wartungsfreien Dauerbetrieb, in dem er im Einsatz über 90.000 Stunden eine Leistungsstabilität von <0,5 % nachgewiesen hat. Zu seinen Features gehören zudem Oberwellen (515 nm, 343 nm), Puls-on-Demand und GHz-Burst für anspruchsvolle Mikrobearbeitungsaufgaben. Als dritter im Bunde stand auch die ROBUST AO GmbH auf der Shortlist der Nominierten. Mit einem verformbaren Spiegel, der mit bis zu 3500 Hz schwingt, ermöglicht deren Lösung Zwobbel-IR-HP die Echtzeit-Axialstrahlformung in Hochleistungslasern bis 20 kW. Der Ansatz adaptiert die Rayleigh-Länge, die Spotgröße sowie das Intensitätsprofil im Sinne einer dynamisch steuerbaren Energiedichte – und sorgt damit für höhere Geschwindigkeit (+90 %), Qualität und Effizienz beim Laserschneiden, -schweißen und -strukturieren.
Längst nicht ausentwickelt: Optische Information, Kommunikation und Sicherheit
Photonische Lösungen bleiben auch in der Informations- und Kommunikationstechnik (ITK) weiterhin Innovationstreiber. Den Award in diesem Anwendungsfeld sicherte sich Innolume mit dem „O-Band.
Der O-Band-Quantum-Dot-Halbleiter-Optikverstärker“ QD SOA. Das kompakte elektrisch gepumpte Halbleiterbauelement bietet vergleichbare Leistungen wie Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFA) und ermöglicht die gleichzeitige Verstärkung mehrerer modulierter Laserlinien oder auch eine sehr hohe Ausgangsleistung im Betrieb mit einer Wellenlänge. Als ungekühlter, energieeffizienter SOA ist das Bauelement laut Innolume für die Datenkommunikation, KI-Konnektivität, für terrestrische Free Space Optical-(FSO)-Verbindungen, FMCW-LiDAR oder das optische Switching designt. Mit piezosystem jena und Zerothird waren auch hier zwei weitere Unternehmen nominiert. Das Team aus jena hat mit seinen piezogetriebenen, zweiachsigen Kipptischen PSH 20/2 und PSH 35/2 eine ursprünglich für die optische Intersatellitenkommunikation entwickelten Technologie vorgestellt. Ihre Neigung von bis zu ±22 mrad und Auflösung von 1,0 µrad ist in einem geschlossener Regelkreis und einer Resonanz bis 2 kHz ansteuerbar. Die weltraumgeeignete Technik bietet auch unter Extrembedingungen maximale Geschwindigkeit, Präzision und geringen Stromverbrauch. Das macht sie für die Strahlsteuerung in Lasersystemen, photonischen Anwendungen sowie der Luft- und Raumfahrt interessant.
Zu guter Letzt hat auch Zerothird einen hochinnovativen Beitrag zur ITK-Branche beigesteuert – oder wird dies in Zukunft tun. Denn wie alle im Innovation Award vorgestellten Lösungen steht auch deren verschränkungsbasiertes QKD-System (eQKD-System) ganz am Anfang seines Produktlebenszyklus.
Zerothird nutzt polarisationsverschränkte Photonenpaare und supraleitende Nanodrahtdetektoren für eine sichere Quantenschlüsselverteilung gemäß BBM92-Protokoll. Das industrielle Design umfasst eine photonische Schicht, die eine optische Neuausrichtung überflüssig macht und auf diese Weise die Zuverlässigkeit und Stabilität im Realbetrieb optimiert. Die eQKD-Systeme unterstützen Kurz- und Langstreckenverbindungen von bis zu 350 km Länge und sind auch in Netzwerken mit Sterntopologie einsetzbar. Das Ziel ist es, kritische Kommunikationsinfrastrukturen abzusichern.
Weitere Infos zum Laser World of Photonics Innovation Award 2025 finden Sie hier