Technologiefelder - Fraunhofer ILT

Im Bereich Technologiefelder werden zentrale Forschungs- und Entwicklungsthemen der Lasertechnik kurz und verständlich erläutert. Die Rubrik gibt einen kompakten Überblick über Felder wie additive Fertigung, Oberflächentechnik, Lasermesstechnik, Photonik, EUV-Technologie, Optikdesign, Digitalisierung, KI und Quantentechnologie. So schafft sie eine Grundlage für das Verständnis aktueller Entwicklungen und zukünftiger Einsatzfelder der Lasertechnik.

Additive Fertigung	Schichtweiser Aufbau von Bauteilen direkt aus digitalen 3D-Daten ohne konventionelle Werkzeuge; das Fraunhofer ILT forscht seit Mitte der 1990er Jahre an laserbasierten additiven Verfahren und zählt zu den weltweit führenden Instituten für Laser Powder Bed Fusion (LPBF) und Laser Metal Deposition (LMD)
Oberflächentechnik	Einsatz laserbasierter Verfahren zur gezielten Bearbeitung, Funktionalisierung und Veredelung von Oberflächen; umfasst Laserhärten, Laserpolieren, Laserstrukturieren, Laserbeschichten und Laserreinigung. Ziel ist die Verbesserung von Verschleißfestigkeit, Korrosionsschutz, Optik oder Biokompatibilität, ohne das Bauteil als Ganzes zu beeinflussen.
Lasermesstechnik	Einsatz von Laserstrahlung zur berührungslosen, hochpräzisen Erfassung von Geometrien, Oberflächen, Abständen und Materialzuständen in Fertigung und Forschung.
EUV-Technologie	Extreme-Ultraviolett-Technologie mit Wellenlängen zwischen 10 und 120 nm; in der Halbleiterfertigung unverzichtbar für die Lithographie modernster Chipgenerationen (z. B. 3-nm-Prozesse).
Quantentechnologie	Einsatz quantenmechanischer Effekte wie Verschränkung, Superposition und Quanteninterferenz für neuartige Anwendungen in Kommunikation, Sensorik und Computing.
Digitaler Zwilling	Virtuelle Abbildung eines realen Prozesses zur Simulation und Optimierung.
Photonik	Wissenschaft und Technologie der Erzeugung, Steuerung, Übertragung und Nutzung von Licht und Lichtteilchen (Photonen); bildet die wissenschaftliche Grundlage für Laser, optische Kommunikation, Bildgebung, Sensorik und Quantentechnologie.
Biophotonik	Anwendung optischer Technologien in Biologie und Medizin.
Optische Kohärenztomographie (OCT)	Bildgebendes Verfahren auf Basis von Lichtinterferenz; u. a. in der Medizintechnik.
EUV-Plasmatechnik	Plasmabasiserte Erzeugung von EUV-Strahlung für Lithographie und Analytik.
Cyberphotonics	Verbindung von KI, Datenverarbeitung und Photonik zur intelligenten Laserproduktion.
Freiformoptik	Optische Flächen ohne Rotationssymmetrie, individuell gefertigt für maximale Designfreiheit und Miniaturisierung.
Scannertechnik	Hochgeschwindigkeits-Ablenkung des Laserstrahls mittels Spiegelgalvanometer für Remote-Prozesse und flächige Bearbeitung.
Integrierte Optik	Miniaturisierte optische Komponenten und Schaltkreise auf einem Chip; Grundlage für photonische Quantensysteme.
Photonenquelle	Lichtquelle zur kontrollierten Erzeugung einzelner oder verschränkter Photonen; essentieller Bestandteil von Systemen für Quantenkommunikation und Quantencomputing.
Quantenkommunikation	Abhörsichere Datenübertragung auf Basis quantenmechanischer Effekte wie Verschränkung und Quantenschlüsselverteilung (QKD).
Quantencomputing	Rechenparadigma auf Basis von Qubits, das bestimmte Probleme exponentiell schneller lösen kann als klassische Computer.
Quanteninternet	Globales Netzwerk zur Übertragung von Quanteninformation zwischen Quantenknoten; das Fraunhofer ILT betreibt einen der ersten Knoten in Aachen.
Quantensensorik	Hochpräzise Messung physikalischer Größen wie Zeit, Magnetfeld oder Gravitation mithilfe quantenmechanischer Effekte.
Quantenverschränkung	Quantenmechanisches Phänomen, bei dem zwei Teilchen unabhängig von ihrer räumlichen Trennung instantan korreliert sind; Grundlage der Quantenkommunikation.
Qubit	Grundlegende Informationseinheit eines Quantencomputers; kann im Gegensatz zum klassischen Bit gleichzeitig den Zustand 0 und 1 annehmen (Superposition).
KI in der Lasertechnik	Einsatz von maschinellem Lernen und KI-Algorithmen zur Optimierung, Regelung und Überwachung von Laserprozessen.
Simulation & Modellierung	Virtuelle Auslegung und Vorhersage von Laserprozessen mithilfe numerischer Modelle; reduziert Entwicklungszeit und -kosten.
Industrie 4.0	Vernetzung von Maschinen, Sensoren, Daten und Prozessen in der digitalen Fabrik; Laser sind zentrale Werkzeuge smarter Fertigungslinien.
Prozessregelung	Automatische Anpassung von Laserparametern in Echtzeit auf Basis von Sensordaten zur Sicherstellung gleichbleibender Qualität.
Optikdesign	Entwicklung und Auslegung optischer Komponenten und Systeme für Laseranwendungen; umfasst Strahlformung, Fokussierung, Frequenzkonversion und miniaturisierte photonische Baugruppen.
Laseranwendungen	Oberbegriff für den industriellen, medizinischen und wissenschaftlichen Einsatz von Lasertechnik; reicht von der Materialbearbeitung über die Messtechnik bis hin zu Medizin und Quantentechnologie.
Industrieanwendungen	Einsatz laserbasierter Verfahren in der industriellen Fertigung und Qualitätssicherung; Laser gelten als Schlüsseltechnologie für die Produktion der Zukunft.
Industrielle Lasersysteme	Für den industriellen Dauerbetrieb ausgelegte Laserstrahlquellen und Bearbeitungssysteme mit hoher Zuverlässigkeit, Wartungsfreundlichkeit und Prozessintegration.
Hochleistungslaser	Laserstrahlquellen mit Ausgangsleistungen im Kilowatt- bis Megawattbereich; eingesetzt für anspruchsvolle Schneid-, Schweiß-, Beschichtungs- und Fusionsanwendungen.
Optisches Packaging	Präzisionsmontage und -justage optischer Komponenten wie Laserdioden, Linsen, Fasern und Photodetektoren in schützende Gehäuse; laserbasierte Fügeverfahren gewährleisten höchste Positionsgenauigkeit im Mikrometerbereich.