Die Trendthemen Miniaturisierung, 3D-Integration und Künstliche Intelligenz (KI) beschäftigen die Mikroelektronikindustrie schon seit längerem. Hinzu kommen neue Entwicklungen und Technologien wie das Quantencomputing, flexible Elektronik und Datensicherheit. Mit dem verstärkten Einsatz von mobilen Geräten und dem Internet der Dinge (IoT) ist die Energieeffizienz ebenfalls ein wichtiger Aspekt.
Die fortschreitende Miniaturisierung auf nanoskaliger Ebene stellt eine technologische Herausforderung dar. Immer kleinere Strukturen, 2D-Materialien erfordern innovative Ansätze, um aktuelle physikalische Grenzen zu überwinden. Unter anderem sollen Chips für 5G-Anwendungen entwickelt werden, die die Konnektivität in verschiedenen Anwendungsbereichen verbessern - etwa für autonome Fahrzeuge.
Die Experten des Fraunhofer ILT entwickeln und evaluieren Strahlquellen zur EUV-Lithografie und die entsprechende Messtechnik, um die Miniaturisierung von Elektronik voranzutreiben. Neben der Strukturerzeugung auf Nanometerskala spielt die Aufbau- und Verbindungstechnik für leistungsfähige Elektronikkomponenten eine entscheidende Rolle. Gemeinsam mit Industriepartnern werden am Fraunhofer ILT neue Verbindungstechniken für die Batteriekontaktierung und Leistungsbauteile entwickelt.
Weitere Kompetenzen des Fraunhofer ILT liegen in der Strukturierung und Funktionalisierung von Oberflächen sowie in der 3D-Volumenstrukturierung. So lassen sich durch selektives Laser-Ätzen mikroskopische Strukturen in Glas- oder Saphir-Substrate einbringen, mit denen mikrofluidische Systeme für biochemische Analysen realisiert werden.
Mit der Sonderschau »Photonics meets Robotics: AI Success Stories« richtet die Laser World of Photonics 2025 den Blick auf das Zukunftsfeld Cyberphotonics. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen wirkt dabei maßgeblich mit. Mit anwendungsnahen Fachvorträgen und anhand von Exponaten zeigen Forschende des Instituts, wie AI und andere digitale Methoden schon heute zu gesteigerter Qualität und Effizienz in der Photonik, Robotik und laserbasierten hochautomatisierten Fertigungsprozessen sorgen. Die Sonderschau in der Halle A3.433 schlägt die Brücke zwischen der LASER und der parallelen automatica.
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Ultrakurzpulslaser, abgekürzt UKP-Laser, sind seit Jahren ein heißes Thema in der Präzisions-Materialbearbeitung. Der UKP Workshop in Aachen ist dafür der Treffpunkt für die stetig wachsende Community, um sich über die neuesten Entwicklungen auszutauschen. Große Themen waren Strahlquellen, Systemtechnik, Strahlformung und natürlich Anwendungen. Viele der vorgestellten Innovationen hatten dabei ein gemeinsames Ziel: Skalierung zu kleineren Strukturgrößen sowie der Produktivität.
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Ob Medizintechnik, Telekommunikation oder Luft- und Raumfahrt: In vielen Industriebranchen steigt die Nachfrage nach Hochleistungslasern. Dabei kommt es den Anwendern auf die Wirtschaftlichkeit und Stabilität der Systeme an. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT hat nun bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung von effizienten und stabilen Hochleistungs-Diodenlasern erzielt. Im Prinzip hat es das Schreiben von Faser-Bragg-Gittern aus der Welt der Faserlaser auf Diodenlaser übertragen. Dr. Sarah Klein hat das Verfahren im Rahmen ihrer Promotion entwickelt und damit jüngst den 3. Platz beim renommierten Hugo-Geiger-Preis errungen.
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Mit einer neuen, für den industriellen Einsatz konzipierten Ultrakurzpuls-(UKP)-Laserstrahlquelle aus dem Hause TRUMPF wird sich das Einsatzspektrum der UKP-Technologie deutlich ausweiten. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen wird das Potenzial der Strahlquelle mit 1 kW mittlerer Leistung in den kommenden Monaten systematisch erkunden. Geplant sind unter anderem Versuche zur Optimierung von Prozessen der Batterie- und Brennstoffzellen-Fertigung, des Werkzeugbaus und der Halbleitertechnik, sowie die Erprobung verschiedener Strahlführungsstrategien. Viele dieser Pilotanwendungen haben ihren Ursprung im Fraunhofer-internen Cluster of Excellence Advanced Photon Sources (CAPS), dem 21 Institute der Fraunhofer-Gesellschaft angehören.
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Die Wirkungsweise von Pharmazeutika, die Effizienz von Katalysatoren oder die Farbwirkung und Funktionalität von Drucktinten hängen auch von der Größe der darin enthaltenen Nanopartikel ab. Doch es fehlt an Methoden, um bei der Herstellung in Mahlprozessen die Partikelgrößenverteilung zu überwachen. Im EU-Förderprojekt PAT4Nano hat ein Konsortium aus Industrie und Forschung in den letzten vier Jahren praktikable Ansätze für solche Inline-Messungen erforscht. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen hat ein vielversprechendes laserbasiertes Verfahren entwickelt, das diese Lücke schon bald schließen könnte.
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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
