Das Fraunhofer IOF baut 3. ERC Grant für Prof. Limpert Quanten-Imaging - Das Alumni-Magazin des Leistungszentrums Photonik
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Das Alumni-Magazin des Leistungszentrums Photonik
Das Fraunhofer IOF baut
3. ERC Grant für Prof. Limpert
Quanten-Imaging
Inhalt
as.02 Notizen aus den Instituten
s.04 Eröffnung des Digital Innovation Hub Photonics
s.05 Nachruf auf Prof. Dr. Peter Pertsch (1940 - 2019)
s.06 Jenaer Forscherteam erhält Kaiser-Friedrich-Forschungspreis
s.07 Applikationsoffensive bei kW-Ultrakurzpulslasern
s.08 Quanten-Imaging-System vom Fraunhofer IOF liefert erste Bilder
s.10 3. ERC-Grant für Laserforscher Prof. Jens Limpert
s.12 Ausbau der Quantenforschung in Jena
s.14 Technologie für gestenbasierte Mensch-Maschine-Interaktion in Echtzeit
s.16 Alumnus-Steckbrief Jörg Petschulat
s.18 Promotionen 2018
s.19 Photonics Days 2019
s.20 Termine 2019
IMPRESSUM
Herausgeber:
Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik
und Feinmechanik IOF Friedrich-Schiller-Universität Jena
Albert-Einstein-Str. 7 Institut für Angewandte Physik
07745 Jena Albert-Einstein-Straße 15
07745 Jena
Redaktion:
Astrid Deppe Ira Winkler
Alumni-Manager Fraunhofer IOF Alumni-Kontakt IAP
alumni@iof.fraunhofer.de alumni@iap.uni-jena.de
Liebe Alumni,
in der letzten Ausgabe des Alumni-Magazins haben wir Ihnen anhand erster Forschungsarbeiten zu Quantentechnolo-
gien ein neues Kapitel unseres Leistungsspektrums vorgestellt. Mit einem Augenzwinkern wurde darauf hingewiesen,
dass wir in Zukunft noch öfter darüber berichten würden. Passenderweise war es ein freundlich zwinkernder Smiley,
der wenige Monate später die Quantenbildgebung revolutionierte, denn erstmals gelang es Jenaer Forschern, Quan-
tenvideos mithilfe von »undetected photons« zu generieren.
Um solch großartigen technologischen Entwicklungen möglichst schnell für die Gesellschaft nutzbar zu machen, wurde
im März das neue »Digital Innovation Hub Photonics« ins Leben gerufen. Dabei handelt es sich um ein gemeinsames
Projekt unserer beiden Institute Fraunhofer IOF und IAP, um innovative Start-Ups und KMU in den Bereichen Optik und
Photonik aktiv auf dem Weg der Produktentwicklung zu unterstützen.
Und noch ein Ereignis gilt es zu feiern: Der Spatenstich des 3. Bauabschnitts. Die Erweiterung des Fraunhofer IOF um ei-
nen dritten Gebäudeteil, in dem zukünftig weitere Labor- und Büroräume zur Verfügung stehen werden, kann als Mei-
lenstein betrachtet werden. So ist er doch Zeuge des stetigen Wachstums und Erfolgs unser aller gemeinsamer Arbeit.
Ganz im Sinne des diesjährigen 70. Fraunhofer-Jubiläums möchte ich auch Sie dazu ermutigen, weiterhin Neues zu wa-
gen, mutig zu sein und stets den Status Quo zu hinterfragen. Nur so können wir auch in Zukunft wachsen und Großes
bewirken. Ich wünsche Ihnen viel Spaß bei der Lektüre.
Mit den besten Wünschen,
s.01
DIE WICHTIGE ROLLE VON MARCO KIENEL – PIONIER DER LASER-
PEER REVIEWERN TECHNOLOGIE
Dr. Alessandro Alberucci (IAP) wurde von der American Auf der Jenaer Lasertagung (Nov. 2018) wurde Marco Kie-
Physical Society (APS) für seine Peer-Review-Arbeit als nel (IAP) mit dem Preis der Besten Dissertation der letzten
Outstanding Referee geehrt. Peer Reviewing bedeutet zwei Jahre gewürdigt. In seiner Arbeit lieferte er essentielle
dabei, die Überprüfung der Gültigkeit von Arbeiten, die Beiträge zur Laserphysik durch die Anwendung neuester
von anderen Forscherinnen und Forschern zur Veröffentli- Messmethoden zur Detektion von Phasenunterschieden in
chung eingereicht wurden. verstärkenden Interferometerarmen.
Seit 2008 revidierte er 75 Mal für fünf APS-Zeitschriften. Da die Performance der Laserquellen sowohl die Bandbrei-
Allein im Jahr 2018 hat Dr. Alberucci 11 Bewertungen te der möglichen Anwendungen und auch deren Qualität
durchgeführt. Das bedeutet etwa eine pro Monat. Auch selbst beeinflusst, werden immer leistungsstärkere Laser-
wenn dies erst einmal nicht viel klingt, wird diese Arbeit systeme benötigt. Marco Kienel leistete während seiner
jedoch nebenbei und meist unbezahlt erledigt. Neben der Promotion Pionierarbeit, indem er einen grundlegend
eigenen Forschungsarbeit entstehen natürlich auch eigene neuartigen Ansatz der mehrdimensionalen Verstärkung
und Co-Publikationen – allein in den letzten 1,5 Jahren vier. ultrakurzer Laserpulse entwickelte, um Leistungskennda-
ten der Ultrakurzpulslaser der nächsten und übernächsten
Warum also werden Wissenschaftlerinnen und Wissen- Generation bereitzustellen. Ihm gelang die Realisierung
schaftler trotzdem Peer Reviewer? Weil es wichtig ist, die eines Fs-Faserlaser mit Pulsenergien von > 10 mJ, mittlere
Wissenschaftlichkeit der Publikationen in Fachjournalen Leistungen von > 1 kW bei Pulsdauern um die 200 fs. Da-
zu gewährleisten! In diesem Sinne ist die Auszeichnung mit stoßen UKP-Faserlaser in Leistungsregime vor, welche
von Alessandro Alberucci auch als eine Hommage an all bisher undenkbar waren.
jene zu verstehen, die ihre Arbeit des Peer Reviews ernst
nehmen.
s.02
ABSCHIED NACH GRAZ 5X BEST PAPER AWARDS AUF DER
PHOTONICS WEST
Nach nur zweijährigem Aufenthalt hier bei uns am IAP Sie machten der Jenaer Photonik-Forschung auch im Aus-
müssen wir uns leider von Jun.-Prof. Birgitta Schult- land alle Ehre: Vier Doktoranden aus dem IAP sowie Grup-
ze-Bernhardt verabschieden. Anfang 2017 kam sie aus Er- penleiter Dr. Erik Beckert vom Fraunhofer IOF wurden auf
langen vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik zu uns der diesjährigen »SPIE.Photonics West« für ihre Forschungs-
nach Jena, um die Nachwuchsgruppe »Ultraviolette Du- ergebnisse ausgezeichnet. Sie erhielten die Preise für ihre
alkammspektroskopie« aufzubauen. Vor allem die enge Beiträge auf den Sub-Konferenzen »Fiber Lasers: Technolo-
Zusammenarbeit mit Fachkolleginnen und Fachkollegen, gy and Systems«, »Frontiers in Ultrafast Optics« sowie »Ad-
allen voran Prof. Limpert, und die hervorragende Infra- vanced Fabrication Technologies for Micro/Nano Optics and
struktur des Abbe Center of Photonics (ACP) unterstützte Photonics«.
sie hierbei. In dieser Zeit ist es ihr auch gelungen, ein Post-
doktoranden-Stipendium der Daimler und Benz Stiftung Während es in den Forschungsarbeiten der Doktoranden
zu erringen. Henning Stark, Michael Müller und Tobias Heuermann um
Themen wie elektrooptisch kontrollierte Kurzpulsverstär-
An der TU Graz wird sie nun als Assistant Professor am kung, kohärentes Kombinieren von Faserlasern und Thuli-
Institut für Experimentalphysik forschen. Über gemeinsa- um-dotierte Hochleistungsfaserlaser ging, beschäftigte sich
me Forschungsprojekte, u. a. mit dem Hans-Knöll-Institut, Maximilian Heck in seinem Beitrag mit Transmissionsgittern
wird sie jedoch weiterhin mit Jena verbunden bleiben. für faserintegrierte Komponenten. Dr. Erik Beckert hingegen
wurde für die Forschungsergebnisse seines Teams zum The-
ma Tintenstrahldruck von Mikrolinsenarrays gewürdigt.
s.03
ERSTES TRANSFERZENTRUM FÜR DIE PHOTONIK
ERÖFFNUNG DES DIGITAL INNOVATION HUB PHOTONICS
Neue Technologien sind die grundlegenden Innovati- des Thüringer Ministers für Wirtschaft, Wissenschaft und
onstreiber in der Photonik. Oft fehlen Gründerinnen Digitale Gesellschaft, Wolfgang Tiefensee, wurde dort das
und Gründern und Start-Ups jedoch die wissenschaft- Vorhaben vorgestellt.
lich-technologischen sowie finanziellen Kapazitäten,
um eigenständig Forschung und Entwicklung mit Das Vorhaben »Digital Innovation Hub Photonics« ist eine
höchstem Anspruch zu betreiben oder risikobehaftete Initiative des Thüringer Ministeriums für Wirtschaft, Wissen-
Innovationsprojekte anzustoßen. schaft und Digitale Gesellschaft. Bis zum Jahr 2020 wird es
mit einer Summe von einer Million Euro unterstützt. Ziel des
Mit dem Pilotvorhaben »Digital Innovation Hub Photonics« Projekts ist die zukünftige Entwicklung zu einem nationalen
hat sich das Leistungszentrum Photonik mit Sitz in Jena zum Gründer- und Transferzentrum der Photonik.
Ziel gesetzt, innovative Start-Ups und KMU in den Bereichen
Optik und Photonik aktiv auf dem Weg der Produktentwick-
lung und -einführung in den Markt zu unterstützen, um
innovative Ideen möglichst schnell in markttaugliche Lösun-
gen zu überführen und eine nachhaltige Entwicklung und
Alleinstellung zu sichern.
Am 21. Februar 2019 fand anlässlich des offiziellen Starts
ein Kick-Off Meeting mit anschließendem Round Table und Bild: Das DIHP-Team (von links): Dr. Robert Kammel, Roxana Preuss, Dr. Kevin
Laborführung am Fraunhofer IOF in Jena statt. Im Beisein Füchsel, Dr. Reinhold Pabst, Dr. Sebastian Händschke, Isabelle Tyrasa.
s.04
NACHRUF
PROF. DR. PETER PERTSCH (1940 - 2019)
Im Februar erhielten wir die traurige Nachricht, dass leistungen und exzellenten technischen Ausstattung konnte
unser langjähriger Kollege Peter Pertsch verstorben ist. das Institut in der bundesdeutschen Hochschullandschaft
bestehen und sich zu einer leistungsfähigen und internatio-
Nach seinem Physikstudium in Jena (1961 - 1966) war er nal geschätzten Einrichtung weiterentwickeln, die bis heute
Gruppenleiter für Verfahrensentwicklung in den Kerami- Bestand hat. 1992 nahm Peter Pertsch eine Professur an der
schen Werken Hermsdorf, ab 1970 promovierte er an der EAH Jena an und war dort bis zu seinem Ruhestand 2007 tä-
FSU Jena im Bereich Detektorenphysik und wurde als Semi- tig. Währenddessen war er Prodekan des Fachbereichs Phy-
nargruppenbetreuer und im Elektronikpraktikum aktiv. Mit sikalische Technik und betreute viele Studierende bei deren
diesen Tätigkeiten wird er vielen ehemaligen Studierenden Abschlussarbeiten.
in Erinnerung sein. 1977 wurde Peter Pertsch mit dem Auf-
bau und der Leitung des Schichttechnikums betraut, um Mit seinem Wissen und Auftreten konnte er für seine Ar-
die vorhandenen Forschungsleistungen der Fakultät in der beit begeistern und kameradschaftlich die Geschicke seiner
Kryoelektronik und verwandter Gebiete schneller für die Kolleginnen und Kollegen lenken. Für all das gebührt ihm
industrielle Verwertung nutzbar zu machen. In dieser Zeit unser Dank.
begann der erfolgreiche Aufbau einer leistungsfähigen Ar-
beitsgruppe für Mikro- und Nanolithografie.
Im Jahr 1990 entstand auf dem Campus Beutenberg das
IAP, dessen stellvertretender geschäftsführender Leiter Peter Bild: Peter Pertsch, ehemaliger stellv. geschäftsführender Leiter des IAP und
Pertsch wurde. Dank der sehr guten wissenschaftlichen Vor- Professor an der EAH Jena.
s.05
SCHNELLVERFAHREN ZUR KREBS-DIAGNOSE
JENAER FORSCHERTEAM ERHÄLT KAISER-FRIEDRICH-FORSCHUNGSPREIS
Ob bei einer Krebs-Operation wirklich der gesamte dem Titel »CDIS Jena – Cancer Diagnostik Imaging Solution
Tumor entfernt worden ist, lässt sich mit derzeitigen Jena« beteiligt.
Verfahren erst nach dem Eingriff mit Sicherheit fest-
stellen. Ein interdisziplinäres Forscherteam aus Jena Indem das optische Diagnose-Verfahren zu vermeiden hilft,
hat nun einen optischen Ansatz vorgelegt, mit dem dass Patientinnen und Patienten erneut operiert werden
krebsartiges Gewebe bereits während der Operation müssen, trägt es nicht nur dazu bei, deren Heilungschancen
schnell, schonend und verlässlich diagnostiziert wer- zu verbessern, sondern könnte perspektivisch erhebliche
den kann. Dafür wurden die Wissenschaftler am 18. Kosten im deutschen Gesundheitssystem einsparen.
Oktober 2018 in Goslar mit dem renommierten Kai-
ser-Friedrich-Forschungspreis ausgezeichnet.
»Wir können mit dem von uns entwickelten Verfahren we-
sentlich genauer arbeiten und erhalten die Informationen
unmittelbar«, erläuterte Professor Orlando Guntinas-Lichi-
us, Direktor der Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde
am Universitätsklinikum Jena.
Neben unseren beiden Instituten und dem Leibniz-IPHT, wa- Bild: Den Preis nahmen entgegen: (von links) Dr. Thomas Bocklitz, Prof. Dr.
ren das Universitätsklinikum und das Institut für Physikali- Michael Schmitt, Prof. Dr. Jürgen Popp und Prof. Dr. Andreas Tünnermann.
sche Chemie der FSU Jena an dem Forschungsprojekt mit © Leibniz-IPHT
s.06
FRAUNHOFER CAPS
APPLIKATIONSOFFENSIVE BEI KW-ULTRAKURZPULSLASERN
Im Fraunhofer Cluster of Excellence »Advanced Pho- ren«, bringt Hans-Dieter Hoffmann vom Fraunhofer-Institut für
ton Sources« (CAPS) arbeiten Expertinnen und Exper- Lasertechnik ILT in Aachen die Strategie auf den Punkt.
ten aus 13 verschiedenen Fraunhofer-Instituten an Dafür wird zunächst die Entwicklung der Strahlquellen voran-
der Entwicklung von multi-kW-Ultrakurzpulslasern getrieben. Während die Aachener an Slab- und Scheibenlasern
und verschiedenen Anwendungen. In Aachen und arbeiten, stehen am Fraunhofer IOF Faserlaser im Mittelpunkt.
Jena entstehen dafür Applikationslabore, in denen
Partner aus Industrie und Forschung mit der neuen »Wir haben jetzt 3,5 kW erreicht und wollen das System noch
Technik arbeiten können. in diesem Jahr auf 10 kW hochskalieren« sagt dazu Prof. Jens
Limpert. Limpert und Hoffmann leiten die Geschäftsstelle des
Unter Fachleuten gelten die Ultrakurzpulslaser (UKP-Laser) schon Clusters.
lange als Geheimtipp: Sie können beliebige Materialien bearbei-
ten und zeichnen sich durch höchste Präzision beim Abtrag aus. Aber die Strahlquellenentwicklung ist nur ein erster Schritt. Das
Allerdings ist die Leistung der Systeme auf dem Markt noch zu Cluster of Excellence ist so angelegt, dass gleichzeitig auch Pro-
gering, um viele Anwendungen mit hohen Anforderungen an zesstechnik und Anwendungen erforscht werden. Partner aus
den Durchsatz zu bedienen. Wissenschaft und Industrie sind eingeladen, sich daran zu betei-
ligen. Ihnen gegenüber tritt das Cluster als virtuelles Institut auf,
Mit dem Cluster of Excellence »Advanced Photon Sources« ist in dem die Expertinnen und Experten aus den 13 Fraunhofer-In-
die Fraunhofer-Gesellschaft angetreten, um dies nachhaltig zu stituten ihre gebündelten Kompetenzen anbieten.
ändern. »Wir wollen die Präzision des UKP-Lasers mit dem Flä-
chendurchsatz moderner Schneid- und Schweißlaser kombinie- Bild: Fokussierung eines frequenzverdoppelten Laserstrahls in einem Gas Jet.
s.07
REVOLUTION FÜR DIE MEDIZINTECHNIK
QUANTEN-IMAGING VOM FRAUNHOFER IOF LIEFERT ERSTE VIELVERSPRECHENDE BILDER
Tumor oder nicht – um das zu entscheiden, muss strahl als für die Bildgebung in der Kamera. Möglich
man einen genauen Blick auf die Gewebeprobe macht das die Quantentechnologie. Mit dem Verfah-
werfen. Doch Licht macht nicht nur Verborgenes ren könnte vor allem die medizinische Bildgebung ei-
sichtbar, es beschädigt oder zerstört auch leben- nen Quantensprung machen. Denn lebende Zellkul-
de Zellen. Wenig mehr als eine Momentaufnah- turen und Gewebe sind lichtempfindlich und werden
me ist zurzeit nicht machbar. Fraunhofer-Wis- unter dem Mikroskop schnell beschädigt oder kom-
senschaftlerinnen und Wissenschaftler haben plett zerstört.
jetzt eine Methode entwickelt, mit der sich licht-
empfindliche Proben über lange Zeit mit hoher »Mit unserer Methode ist eine schonende Untersu-
Auflösung beobachten lassen. chung möglich, weil wir die Probe nicht mit viel unnüt-
zem Licht belasten müssen«, erklärt dazu Dr. Markus
Der Trick: Die Forscherinnen und Forscher nutzen für Gräfe, Leiter der Arbeitsgruppe Quantum-Enhanced
die Untersuchung des Objekts einen anderen Licht- Imaging. »Die Aufnahme können wir im sichtbaren
s.08Wellenlängenbereich machen, für den hochauflösen- die Technik wesentlich zu vereinfachen und stabiler
de, günstige und deutlich empfindlichere Kameras zu machen. Wir konnten viele optische Komponenten
existieren«. Dadurch ist es gelungen, die Belichtungs- einsparen, so dass jetzt ein kleines, transportfähiges
zeit erheblich zu verkürzen. So kann das biologische Gerät entstanden ist.«
Geschehen unter dem Mikroskop wesentlich länger
und in Echtzeit beobachtet werden.
Das Verfahren basiert auf Vorarbeiten von Wissen-
schaftlerinnen und Wissenschaftlern am Institut für
Quantenoptik und Quanteninformation in Wien, mit
denen Gräfe und sein Team eng zusammenarbeiten.
»Die Kollegen in Wien konnten vor fünf Jahren zei-
gen, dass das Prinzip funktioniert. Uns ist es gelungen, Bild: Quanten-Smiley verdeutlicht Prinzip der Quantenbildgebung.
s.09EUROPEAN RESEARCH COUNCIL (ERC) BESCHEINIGT PIONIERFORSCHUNG
3. ERC-GRANT FÜR LASERFORSCHER PROF. JENS LIMPERT
Prof. Jens Limpert ist es gelungen, als einer pert und sein Team möchten hier die Anwendungs-
der Ersten überhaupt, sowohl einen »Starting möglichkeiten von Hochleistungsteilchenbeschleuni-
Grant« (2009) gefolgt von einem »Consolidator gern (Synchrotrons) erweitern, indem künftig in jedem
Grant« (2014) und nun den »Advanced Grant« gängigen Laserlabor frequenzkonvertierte Faserlaser
einzuwerben; wobei »bahnbrechende Pionier- betrieben werden könnten, um damit innovativen Fra-
forschung« und wissenschaftliche Exzellenz die gestellungen eine experimentelle Antwortsuche zu er-
alleinigen Auswahlkriterien von ERC Grants leichtern. Die Motivation beschreibt Jens Limpert so:
sind. In Deutschland ist er mit einer solchen »Se- »Hochleistungsstrahlungsquellen, wie Synchrotronen,
rie« sogar der Einzige. zeichnen sich durch ihren sehr weiten Frequenzbereich
(von THz bis Röntgen) aus, welches die Anwendungs-
Nun investiert die EU ca. 2,5 Millionen Euro in das Pro- gebiete so erweitert, dass damit revolutionäre Fort-
jekt »SALT – High-Flux Synchrotron Alternatives Driven schritte in Wissenschaft und Technologie ermöglicht
by Powerful Long-Wavelength Fiber Lasers«. Jens Lim- wurden. Jedoch ist der Einsatz solcher Synchrotrons
s.10sehr teuer, sodass der Zugang zu diesen Forschungs- beispielsweise neuartige Ansätze zur zerstörungsfreien
anlagen stark eingeschränkt ist und das Leistungspo- Untersuchung komplexer Materialien oder das Aufspü-
tenzial nicht ausgeschöpft wird. Andererseits ist der ren von Krankheiten im lebenden Organismus.
spektrale Bereich direkter Laseremission begrenzt.«
Dies soll mittels nichtlinearer Frequenzumwandlung Darüber hinaus kann die Verschiebung der Emission
eines Hochleistungs-UKP-Festkörperlasers gelöst wer- auf längere Wellenlängen ein verborgenes Leistungs-
den. Auch sollen höchst interessante Wellenlängenab- skalierungspotenzial von Faserlasern freisetzen, da
hängigkeiten der Frequenzkonversion untersucht und nichtlineare und thermische Einschränkungen gelo-
ausgenutzt werden, um einen bisher undenkbar hohen ckert werden. Gelänge dies, würde das eine Revolution
Photonenfluss in den wichtigen Spektralbereichen des im Leistungsniveau von UKP-Faserlasern bedeuten.
mittleren IR, dem THz und dem weichen Röntgenbe-
reich zu erzeugen. Dies ermöglicht eine Vielzahl zu- Bild links: Multi-kW-UKP-Faserlaser.
kunftsweisender Entdeckungen und Durchbrüche, wie Bild rechts: Prof. Dr. Jens Limpert im Labor.
s.11NEUE LABORE UND PROJEKTE FÜR QUANTENTECHNOLOGIEN
AUSBAU DER QUANTENFORSCHUNG IN JENA
Am Mittwoch, den 29. Mai 2019, gab es den Start Fraunhofer IOF mit modernen Laboren und Büros aus-
des BMBF-Vorhabens »Quantum Photonics Labs« gestattet, um Forschung auf Exzellenzniveau zu betrei-
(QPL) sowie den Beginn des 3. Bauabschnitts des ben und insbesondere den Bereich der Quantentech-
Fraunhofer IOF zu feiern. Prominente Gäste wie nologien voranzutreiben.
Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraun-
hofer-Gesellschaft, Thüringens Ministerpräsident Wolfgang Tiefensee würdigte beim Spatenstich die
Bodo Ramelow und der Thüringer Minister für bisherige Quantenforschung am Fraunhofer IOF. Thü-
Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft, ringen sei auch Dank des Fraunhofer IOF einer der
Wolfgang Tiefensee, kamen hierfür zu Besuch. bundesweit führenden Standorte im Bereich der Quan-
tentechnologien und der Quantenkommunikation. Mit
Im Bereich der Quantentechnologien sei in den kom- dem Thüringer Innovationszentrum für Quantenoptik
menden Jahren ein steigendes Forschungsvolumen und Sensorik (InQuoSens) und den Quantum Photo-
zu erwarten. Dafür wird der neue Forschungsbau des nics Labs hätten Bund und Land in den vergangenen
s.12Jahren erhebliche Mittel in den Aufbau leistungsfähi- tik zu entwickeln und letztendlich auch wirtschaftlich
ger Forschungsinfrastrukturen gesteckt. Damit bleibe nutzbar zu machen. Insgesamt 6,4 Millionen Euro stellt
das Fraunhofer IOF auch international jederzeit auf die Bundesregierung für die Umsetzung der »QPL« in
der Höhe der Forschung. Dies habe auch dazu beige- den nächsten Jahren zur Verfügung.
tragen, dass dem Fraunhofer IOF vom Bund auch die
Koordinierung der QuNET-Großoffensive zum Aufbau Und auch ein weiterer Schritt steht bereits fest: Wolf-
eines deutschen Quanteninformationsnetzwerks über- gang Tiefensee kündigte die Unterstützung des Landes
tragen worden ist. für den Bau einer Teststrecke für Quantenkommunika-
tion am Fraunhofer IOF an.
Darüber hinaus wird sich das Fraunhofer IOF von nun
an im Rahmen der Initiative »QPL« des BMBF der Her- Bild links: Wolfgang Tiefensee, Thüringer Minister für Wirtschaft,
ausforderung stellen, neue Konzepte für Quantenlicht- Wissenschaft und Digitale Gesellschaft.
quellen und Schlüsselkomponenten für die Quantenop- Bild rechts: Der symbolische Akt des Spatenstiches.
s.13HIGHSPEED-3D-MESSTECHNIK
TECHNOLOGIE FÜR GESTENBASIERTE MENSCH-MASCHINE-INTERAKTION IN ECHTZEIT
Mensch und Maschine werden einander bei der IOF heben die Mensch-Maschine-Interaktion auf eine
Arbeit zunehmend unterstützen. Damit Abläufe neue Stufe: Die im Forschungsvorhaben 3D-LivingLab
effizient sind, muss die Maschine ohne Zeitver- entwickelte Highspeed-3D-Messtechnik und -Senso-
zögerung auf den Menschen reagieren. Dank rik ermöglicht sogar die Erfassung und Steuerung von
ausgefeilter Highspeed-3D-Messtechnik und komplexen Bewegungen – und das in Echtzeit.
-Sensorik ermöglichen Forscherinnen und For-
scher des Fraunhofer IOF diese Echtzeit-Interak- Auf der Hannover Messe 2019 demonstrierte das For-
tion. scherteam erstmals die gestenbasierte Mensch-Ma-
schine-Interaktion am Beispiel einer Wand aus 150
Gestensteuerung steht für die nahtlose Schnittstelle Kugeln, die jede Kopf-, Arm- und Handbewegung
von der Maschine zum Menschen – immer mehr Ma- eines davorstehenden Menschen in 3D kopiert. Die
schinen, Roboter und Geräte reagieren auf einen Fin- Kugelwand formt quasi ein Abbild der Körperbewe-
gerzeig. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer gungen. Sie reagiert in Echtzeit dreidimensional, be-
s.14rührungslos und verzögerungsfrei und für den Men- sie qualifiziert sich zudem für die Überwachung bio-
schen irritationsfrei. Die Entwicklung der Kugelwand metrischer Zugänge.
entstand im Rahmen des Projekts 3D-LivingLab.
In Produktionsumgebungen lässt sich die Technologie
beispielsweise einsetzen, um einen Werker zu über-
wachen, der mit einem Roboter interagiert und ihm
Bauteile reicht. Sie kann auch auf andere Anwen-
dungsfelder wie die der Gesundheit und Sicherheit
übertragen werden und die dortigen Abläufe siche- Bild links: 3D-Sensor zur irritationsfreien Erfassung von
rer und effizienter gestalten. Denkbar ist der Einsatz Körperbewegungen in großen Messfeldern.
der 3D-Sensorik und der Interaktionskomponenten in Bild rechts: Thüringens Ministerpräsident Bodo Ramelow interagiert mit
Montageassistenz-, und Qualitätskontrollsystemen, der Kugelwand über die Bewegung seines Körpers.
s.15ALUMNUS-STECKBRIEF
JÖRG PETSCHULAT / SENIOR DIRECTOR BEI CARL ZEISS SMT GMBH
Jörg Petschulat ist in Zwickau geboren und studierte zu- und auch zur Arbeit an Industrieprojekten. Ich hoffe, dieses
nächst Physik in Chemnitz und dann in Jena. Nach seiner Umfeld bleibt der Region noch lange erhalten und wächst
erfolgreichen Promotion 2011 am IAP (AG Pertsch) be- weiter so erfolgreich wie bisher.
gann er als wissenschaftlicher Mitarbeiter, Projektleiter
und Abteilungsleiter bei der zentralen Forschung der Carl Wie hast du nach Jena gefunden?
Zeiss AG. Seit 2017 ist er in der Funktion Senior Director Einer der Gründe, für mich nach Jena zu kommen, war die
Global R&D im Bereich Semiconductor Mask Solutions für Optik. Ich hatte als Kind bei einem Besuch in Jena ein Prisma
die Entwicklung an den Standorten Jena, Oberkochen, der FA ZEISS bekommen. Das stand lange Zeit in meiner ers-
Roßdorf und Bar Lev (Israel) zuständig. Im Rahmen von ten WG in Chemnitz und hat mich u. a. auch privat nach Jena
zukunftsweisenden Entwicklungsprojekten ist er weiter- be- und geleitet.
hin mit unseren Instituten im regen Austausch.
Welche Erkenntnisse hat dir das Studium bzw. die Pro-
Was bedeutet für dich deine Alma Mater und das IAP? motion gebracht?
Für mich war und ist die FSU mit dem Institut ein idealer Ort, Eine Kenntnis aus dem Studium, insbesondere aus der Dip-
um seine eigene Zukunft zu erproben und gestalten. Es ist lomarbeit am Fraunhofer IOF, war, dass ich mich für die Indus-
ein ausgezeichneter Ort, um essentielle Grundfertigkeiten der trie interessiere. Zugleich habe ich die Erfahrung gesammelt,
wissenschaftlichen Arbeit auf dem Gebiet der Optik zu erler- dass ich dafür noch einmal in die Theorie eintauchen will. Das
nen. Für interessierte Nachwuchswissenschaftlerinnen und war einer der Gründe, weshalb ich mich für eine Promotion
-wissenschaftler, die eine Karriere in der Industrie anstreben, entschieden habe.
ergeben sich wertvolle Kontaktmöglichkeiten zur Vernetzung
s.16Was hast du an der Uni gelernt, das du heute anwenden eines der billigsten Konsumgüter der Industrie noch billiger
kannst? Was hast du erst durch die praktische Arbeit gelernt? und performanter herzustellen. Um was es sich dabei handelt,
Ich habe eine, wie ich finde, sehr gute wissenschaftliche verrate ich allen Interessierten gerne in meinem Vortrag auf
Grundausbildung in der Optik erhalten. Zusammen mit der dem Alumni-Netzwerktreffen 2019. Ich arbeite an Methoden,
stark mathematischen Ausbildung der TU Chemnitz zuvor, Verfahren und Rahmenbedingungen, um diese Entwicklung
habe ich von diesen beiden Einflüssen sehr oft profitiert, bis bestmöglich zu unterstützen. Reine Technologiethemen sind
heute. Die praktische Arbeit hat mir Projektleitung, Arbeiten leider sehr selten auf meinem Schreibtisch geworden.
in interdisziplinären Teams, Selbstorganisation, Einwerben
von Fördermitteln näher gebracht. Was ist dein Ratschlag für angehende Physikerinnen und
Physiker sowie Optikerinnen und Optiker?
Was fehlt noch an der FSU oder am Institut? Versucht so viele Impressionen aus unterschiedlichen Diszi-
Eine bessere Vernetzung mit der Informatik (Machine Lear- plinen auch außerhalb der Physik aufzusaugen und einzu-
ning) und ein MBA – MSc Programm. sammeln. Meine Faustformel im Studium war immer wissen-
schaftliche Breite vor Tiefe, um dann besser entscheiden zu
Jena im Vergleich zu Oberkochen? können, wo man dann tatsächlich in die Tiefe geht.
Beides Städte in einem Tal. Beides Städte mit einem Fluss. Bei-
des außerordentliche Orte der Optik. Aber mein Herz schlägt Was gefällt dir an deiner Arbeit heute?
an der Saale. Ich mag den Mix aus Hochtechnologie, Management und Lea-
dership und dass mein Arbeitgeber die letzten beiden Dinge
Was bietet Jena, was Oberkochen nicht zu bieten hat wohl zu unterscheiden weiß und mich dabei fordert und för-
und umgekehrt? dert. Zudem mag ich die Interdisziplinarität, die Internationa-
Die Bevölkerungszusammensetzung, die sich aufgrund der Uni- lität und die Größe des Geschäftsbereichs, in dem ich aktuell
versität natürlicherweise von der in Oberkochen unterscheidet, arbeite. Dieser ist groß genug, um Investitionen und mutige
ist in Jena anders. In meiner aktuellen Lebensphase passt Jena unternehmerische Entscheidungen zu treffen, und auf der an-
besser zu mir. Dagegen hat Oberkochen gelegentlich Schnee deren Seite nicht zu groß, um auch Veränderungen in kürze-
was in Jena leider nur noch Seltenheitswert hat. Zudem kann ren Zeitabschnitten zu erwirken.
es sehr schön sein, die Ostalb bei einer abendlichen Laufrunde
zu erkunden. Einen weiteren Pluspunkt sammelt Oberkochen Wofür brennst du, was möchtest du noch erreichen?
mit dem Optik Forum (ein ZEISS Museum). Dieses hat aus mei- Ich brenne dafür, den Wandel der Industrie hin zur »Digitalen
ner Sicht in der zeitlichen Dimension noch mehr zu bieten, als Smart Fab« mitzuerleben und zu gestalten. ZEISS baut viele
das optische Museum in Jena. Ich bin mir aber sicher, dass sich Geräte, die sehr viele und spannende Datensätze produzieren.
dieser Vorteil mit dem neu entstehenden Optikmuseum in Jena Aus diesen die Informationen für die nächsten Generationen
annihiliert. von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern sowie Indust-
riekunden zu extrahieren, finde ich extrem reizvoll. In der zen-
Woran arbeitest du aktuell? tralen Forschung haben wir ein Team aufgebaut, was genau
Mein Team und ich entwickeln optische, elektronenoptische diese Vision Realität werden lassen soll. Ich will sehen, wie sich
und taktile Sondermaschinen an den wissenschaftlichen Gren- diese Technologie in unserem Unternehmen entwickelt und
zen, die immer komplexer und teurer werden. All das, um aus meiner jetzigen Funktion einen Beitrag dazu leisten.
s.17PROMOTIONEN 2018
LISTE DER ABGESCHLOSSENEN PROMOTIONEN DES LEISTUNGSZENTRUMS PHOTONIK
Im Jahr 2018 haben 17 Forscherinnen und Forscher un- Liste erfolgreichen Dissertationen:
serer Institute promoviert. Die Themen ihrer Arbeiten
decken die gesamte Bandbreite der Forschungsschwer- Dr. rer. nat. Sven Breitkopf
punkte unserer beiden Institute ab. Dabei waren The- Dr. rer. nat. Romina Diener
men wie bspw. die Leistungserhöhung von Hochleis- Dr. rer. nat. Anika Brömel
tungsfaserlasern oder besondere Messmethoden für die Dr. rer. nat. Franz Beier
Charakterisierung von Freiformoberflächen. Die genau- Dr. rer. nat. Kay Dietrich
en Titel und weitere Informationen zu den Dissertatio- Dr.-Ing..Jens Dunkel
nen können Sie unserenm aktuellen Jahresbericht für das Dr.-Ing. Christian Franke
Jahr 2018 entnehmen. Dr. rer. nat. Thomas Kaiser
Dr. rer. nat. Robert Müller
Wir wünschen allen Kolleginnen und Kollegen bei ihren Dr. rer. nat. Philipp Naujok
weiteren Forschungsvorhaben weiterhin viel Erfolg und Dr.-Ing. Pol Ribes Pleguezuelo
immer eine Handbreit Licht auf dem Labortisch! Dr. rer. nat. Sina Saravi
Dr. rer. nat. Sören Schmidt
Dr.-Ing. Stefan Schwinde
Dr. rer. nat. Sönke Steenhusen
Dr. rer. nat. Bayarjargal Tugchin (Narantsatsralt)
Dr. rer. nat. Yi Zhong
Bild oben: Doktorhut Thomas Kaiser.
s.1817. – 19. SEPTEMBER 2019 / EIN EVENT FÜR STUDIERENDE UND DOKTORANDEN Erleben Sie Gérard Mourou, den Nobelpreisträger für Physik 2018, wenn er über das Thema »Extreme Light Sources« spricht. Seien Sie dabei wenn Prof. Dr. Michael Kaschke die zukünftige Rolle der Photonik in der Industrie thematisiert. Und erweitern Sie Ihr Photonik-Netzwerk mit Graduierten, Doktoranden und Vertretern der Photonikindustrie.
TERMINE 2019
VERANSTALTUNGEN, MESSEN, KONFERENZEN
Paris Air Show NACHWUCHSGEWINNUNG
17.6. - 23.6.2019, Frankreich
13. Job-Börse der Physikalisch-Astronomischen
LASER World of PHOTONICS Fakultät der FSU Jena
24.6. - 27.6.2019, München 9.5.2019, Jena
Photonics Days 2019 Vocatium
17.9.-19.9.2019, Jena 4.9. - 5.9.2019, Sparkassenarena Jena
Internationale Kunststoffmesse K2019 inova
16.10. - 23.10.2019, Düsseldorf 22.10. - 23.10.2019, Ilmenau
COMPAMED 2019 Forum Berufsstart
18.11. - 21.11.2019, Düsseldorf 13.11. - 14.11.2019, Erfurt
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s.20Die Lichtwerkstatt Jena ist eine offene Werkstatt, ein sogenannter Makerspace. Jeder mit Interesse an den Themengebieten Licht und Optik erhält neben dem freien Zugang zu modernen technischen Geräten auch das nötige Know-how für die Entwicklung und Realisierung eigener Ideen. Die Lichtwerkstatt Jena bietet Raum, um zusammen zu experimentieren, untereinander Erfahrungen auszutauschen und neue Mitstreite- rinnen und Mitstreiter für gemeinsame Projekte zu finden. Nächste Veranstaltungen: Workshop: CAD II Juni 20, 2019 17:00 - 20:00 Uhr Abbe Center of Photonics Jena Vortrag: Quantum Imaging Juli 2, 2019 17:00 - 18:30 Uhr Abbe Center of Photonics Jena OpenLab: Deine Idee – Deine Werkstatt! Juli 11, 2019 17:00 - 20:00 Uhr Abbe Center of Photonics Jena www.lichtwerkstatt-jena.de
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