THE GERMAN CAPITAL REGIONexcellence in photonics

Optische Technologien und Mikrosystemtechnik

in Berlin und Brandenburg

CLUSTERREPORT OPTIK

Kontakt: Mit freundlicher Unterstützung der

TSB Innovationsagentur Berlin GmbH ZukunftsAgentur Brandenburg GmbH

Fasanenstraße 85 Steinstraße 104 – 106

10623 Berlin 14480 Potsdam

Ansprechpartner: Prof. Dr. Eberhard Stens www.zab-brandenburg.de

Telefon: 030 / 46302 440

www.tsb-berlin.de

www.tsb-optik.de

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Mikrooptik und Mikrooptische Systeme

In Verbindung mit:

Research in Optical Science:OSA Optics and Photonics Congress

Kongress-Veranstalter:

Internationale Fachmesse und Kongress

19. – 21. März 2012www.laser-optics-berlin.de

Max-Born-Institut

Sprechen Sie uns an: Telefon: 030 / 2125-4747 E-Mail: wachsen@ibb.dewww.ibb.de/wachsen

Mit unseren passgenauen Finanzierungslösungen sind Sie bestens aufgestellt. Unsere Berater freuen sich auf ein Gespräch.

Wir bringen Ihre Innovation ins Rollen.

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Dieses Projekt wird aus Mitteln der Länder Berlin und Brandenburg sowie der Investitionsbank Berlin gefördert, kofinanziert von der Eu-ropäischen Union – Europäischer Fonds für Regionale Entwicklung.

Investition in Ihre Zukunft.

CLUSTERREPORT OPTIKOptische Technologien und Mikrosystemtechnik in Berlin und Brandenburg

Titelbild: Lasermaterialbearbeitung am Institut für Optik und Atomare Physik (IOAP)© Ulrich Dahl - Pressestelle der Technischen Universität Berlin

Der Clusterreport Optik ist eine Publikation der TSB Innovationsagentur Berlin GmbH im Rahmen des Clustermanagements, welches gemeinsam durch Berlin Partner GmbH, OpTecBB e.V., TSB Innovationsagentur Berlin GmbH und ZukunftsAgentur Brandenburg GmbHvertreten wird.

4

5

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 61.1 Grußwort 6 1.2 Editorial 7 1.3 Statusreport 8

2 Clusteranalyse 102.1 Clusterevaluation 102.2 Netzwerk- und Clusterentwicklung 16

3 Historie 20�

4 Standorte 244.1 Adlershof 24 4.2 Humboldthain 284.3 Schöneweide 30 4.4 Teltowkanal 31 4.5 Potsdam-Golm 324.6 Rathenow 34

5 Forschung�und�Industrie 365.1 Optische Technologien 36 5.1.1 Lasertechnik 38 5.1.2 Lichttechnik 465.1.3 Optische Messtechnik und Sensorik 52 5.1.3.1 Optische Prozessmesstechnik 58 5.1.3.2 UV- und Röntgentechnologien 62 5.1.3.3 Terahertz-Technologie 64 5.1.4 Optische Technologien in Biomedizin und Pharma 66 5.1.5 Photonische Kommunikationstechnik 74 5.2 Mikrosystemtechnik 80 5.2.1 Halbleiter großer Bandlücke – Berlin WideBaSe 88 5.2.2 Leistungselektronik 90 5.2.3 Sensorik 925.2.4 Systemintegrationstechnologie 94

6 Aus-�und�Weiterbildung 96�

7 Branchenplattformen 98�7.1 Netzwerke und Transfereinrichtungen 98 7.2 Überregionale Technologieplattformen 102 7.3 Enterprise Europe Network Berlin-Brandenburg 106 7.4 Laser Optics Berlin und microsys berlin 107

8 Autoren/Literatur 108�

9 Impressum 110

Anhang: 114�CD mit Kontaktdaten und Profilen von Unternehmen und Forschungseinrichtungen

1.1 Grußwort

6

Die Hauptstadtregion gehört zu den innovativsten RegionenEuropas und nimmt in vielen Schlüsseltechnologien eine führen-de Position ein. Dazu zählen Optische Technologien und Mikrosy-stemtechnik, die in der Region stark entwickelt sind. Mit dem 2011errichteten länderübergreifenden Cluster Optik, das die Opti-schen Technologien und die Mikrosystemtechnik in Berlin undBrandenburg umfasst, komplettieren wir erfolgreich das organi-satorische Fundament der gemeinsamen Innovationsstrategieder Länder Berlin und Brandenburg (innoBB).

Selbst innerhalb der robusten konjunkturellen Entwicklung in derBundesrepublik macht dieses Cluster mit seinen überdurch-schnittlichen Entwicklungszahlen auf sich aufmerksam. Beson-ders für viele der kleinen und mittleren Unternehmen war 2011ein außerordentlich erfolgreiches Jahr. Andere Branchen der Re-gion profitieren von dieser positiven Entwicklung, da die Opti-schen Technologien und die Mikrosystemtechnik in vielen An-wendungsbereichen zu finden sind, etwa in der Medizin- undMesstechnik oder in der Kommunikation.

Die Zusammenarbeit von Unternehmen, Forschungszentren undHochschulen zahlt sich aus. Viele Unternehmen wurden bisheraus Forschungseinrichtungen ausgegründet und sind weltweitsehr erfolgreich. Sie schaffen neue Arbeitsplätze und stärken denausgezeichneten Ruf der deutschen Hauptstadtregion als Wirt-schafts- und Innovationsstandort. Allein in den vergangenen fünfJahren hat die Region mehr als 50 Unternehmensgründungenund Neuansiedlungen in der Branche verzeichnet.

Die Optischen Technologien und die Mikrosystemtechnik habensich in der Hauptstadtregion zu einem der größten Hochtechno-logiestandorte ihrer Branche entwickelt – und sie wachsen weiter.In solch einem Schmelztiegel von Unternehmen und Forschungs-einrichtungen wird geforscht, erprobt und entdeckt. Die hoheDichte der Branchenakteure schafft dabei ideale Voraussetzun-gen für einen wechselseitigen Transfer von Know-how zwischenWissenschaft und Industrie.

Der vorliegende Clusterreport Optik widmet sich dieser Erfolgs-geschichte. Er gibt einen Überblick über das vielfältige Gesche-hen in der Branche und rückt zugleich das enorme Potenzial inden Vordergrund, über das Berlin und Brandenburg auf diesemTechnologiefeld verfügen. Die mit unserer gemeinsamen Techno-logie- und Innovationspolitik verbundene Erwartung, dass die Er-gebnisse aus Forschung und Entwicklung sich in einem Gewinnan Arbeitsplätzen niederschlagen werden, ist Realität geworden.Das macht Mut, den begonnenen Weg weiterzugehen.

Sybille von Obernitz Ralf Christoffers

Senatorin für Wirtschaft, Minister für Wirtschaft

Technologie und Forschung und Europaangelegenheiten

des Landes Berlin des Landes Brandenburg

1.2 Editorial

7

Optische Technologien aus Deutschland haben eine lange Traditi-on und gehören in vielen Bereichen zur Weltspitze. Die Mikrosy-stemtechnik hingegen ist ein relativ junger Wirtschaftszweig, welcher sinnbildlich für die Anforderungen des globalen Wettbe-werbs an innovative Produkte steht: kleiner, leistungsfähiger undkostengünstiger.

So vereint Berlin-Brandenburg im Cluster Optik mit den OptischenTechnologien und der Mikrosystemtechnik Tradition und Moder-ne und schafft so die Grundlage für die nachhaltige Entwicklungder regionalen Unternehmen und die Entstehung neuer Arbeits-plätze in der Branche und ihren zahlreichen Anwendungsgebie-ten.

Der Schlüssel zum Erfolg der Region ist die ausgeprägte For-schungslandschaft mit ihrer engen Anbindung zur ansässigen Industrie. In den letzten Jahren hat sich eine Vielzahl von Netzwerkstrukturen in der Hauptstadtregion gebildet, welche Un-ternehmen und Forschungseinrichtungen den Zugang zu Res-sourcen wie Wissen oder Kapital sowohl auf lokaler als auch in-ternationaler Ebene erleichtern soll.

Seit August 2011 ist die Optik eines von fünf Clustern, auf die sichdie Länder Berlin und Brandenburg im Rahmen ihrer Gemeinsa-men Innovationsstrategie konzentrieren. Damit ist der hohe Stel-lenwert des Technologiefelds bekräftigt worden. Die Weiterent-wicklung des Clusters zählt nun eindeutig zu den Prioritäten derregionalen Innovationspolitik.

Der Clusterreport Optik – Optische Technologien und Mikrosy-stemtechnik in Berlin und Brandenburg – gibt in seiner zweitenAuflage eine quantitative wie qualitative Übersicht über die Bran-che in Berlin-Brandenburg und leistet so einen wichtigen Beitragzu einer erhöhten Transparenz nach Innen und Außen.

Wir laden alle Interessierten ein, sich aktiv an der Entwicklung desgroßen Potenzials des Clusters Optik in der Region zu beteiligen.Wenn Sie sich als Unternehmer, Wissenschaftler, Gründer oder In-vestor stärker engagieren und vernetzen wollen, wenden Sie sichjederzeit gerne an uns.

Dr. Adolf M. Kopp Prof. Dr. Eberhard Stens

Geschäftsführer der Bereichsleiter Optik der

TSB Innovationsagentur Berlin GmbH TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

1.3 Statusreport

8

„Viele Unternehmen in der Region haben volle Auftragsbücher“Interview mit dem Clustersprecher Optik Prof. Dr. Günther Tränkle

Die globale Wirtschaftskrise gilt mittlerweile als überwunden, speziellin Deutschland sind die Entwicklungen sehr positiv. Wie schätzen Siedie aktuelle Situation der Optischen Technologien in Deutschlandund speziell in der Hauptstadtregion ein?

Die letzten Leitmessen, die Photonics West im Januar in San Fran-cisco und die Laser München im Mai, bestätigten die positive Ein-schätzung. Der große Andrang an den Ständen – die Unterneh-men der Hauptstadt sind in der Regel überproportional gutvertreten – zeigen den Aufwind der Branche. Viele Unternehmenhaben volle Auftragsbücher und ihre Umsätze in 2010/2011 errei-chen oder übertreffen das Vorkrisenniveau. Die Vielzahl von An-fragen mit einer breiten Palette von Anwendungen verheißt einegute Ausgangsposition für die nächsten Jahre. Auch die Stellen-angebote der Unternehmen sprechen für den Aufschwung.

Die Gründe liegen sicher auch darin, dass die deutsche Photonik-industrie eine Spitzenposition im internationalen Wettbewerbhält und gestärkt aus der Krise hervorgeht: Viele Unternehmenhaben diese Zeit für intensive F&E-Arbeiten genutzt; auch diesehr kontinuierliche und konsequente Schwerpunktbildung beider Förderung zahlt sich aus. Optik/Photonik als Schlüsseltech-nologie ist in der Hightech-Strategie der Bundesrepublik veran-kert und hat auch in unserer Region einen angemessenen Stel-lenwert erhalten.

Die Optischen Technologien werden vor allem in Europa, China, USAund Japan entwickelt und produziert. Wo sehen Sie in Zukunft die je-weiligen Schwerpunkte und Kompetenzfelder bei den einzelnen Na-tionen? Auf welchen Sektoren von Forschung, Entwicklung und Pro-duktion kann Berlin-Brandenburg besondere Stärken vorweisen?

Solch große Volkswirtschaften bzw. Regionen kann man nicht aufeinzelne Kompetenzfelder oder Schwerpunkte einschränken, siesind in allen wichtigen Teildisziplinen der Photonik aktiv. Wir be-obachten, dass alle Industrieländer große Anstrengungen unter-nehmen, die Optischen Technologien zu entwickeln. Besondersaktiv ist dabei Europa – auch in Hinblick auf die Konkurrenzsitua-tion gegenüber Nordamerika und Asien, hier sind es vor allem Japan, China und Südkorea. Fest steht, dass Deutschland in der La-sertechnik und speziell bei Anwendungen für die Materialbear-beitung und die Produktionstechnologie international führend ist.Zu dieser guten Positionierung tragen viele Partner aus der gan-zen Bundesrepublik bei, auch in der Hauptstadtregion, die auf dasgebündelte Know-how von Universitäten, außeruniversitären For-schungseinrichtungen und Unternehmen zurückgreifen kann.

Wie ist die Nachfrage aus den Schwellenländern China, Indien undBrasilien nach Entwicklungsergebnissen und Produkten aus Berlin-Brandenburg?

Bei den Schwellenländern ist es zurzeit nur China, das intensivProdukte aus Berlin-Brandenburg nachfragt bzw. mit Unterneh-men der Region kooperiert. Man sollte die beiden aufstrebendenNationen Indien und Brasilien aber im Auge behalten, insbeson-dere Indien. Eine Aufgabe für uns könnte sein, etwa gemeinsammit Berlin Partner, hier unsere Marktkenntnisse zu verbessernund dann erfolgversprechende Marktsegmente für unsere Unter-nehmen gezielt zu adressieren.

Welche neuen Themen und Projekte haben für die Hauptstadtregionbesondere Bedeutung für die Zukunft und können eine Leuchtturm-funktion für die regionale Branche übernehmen?

Der Photonik als „enabling technology” kommt eine zentrale Rol-le bei der Entwicklung vieler technischer Lösungen der Zukunftzu. Für die Hauptstadtregion bedeutet dies, die regional vorhan-denen Kompetenzen und das wissenschaftliche Know-how weiterzu bündeln und zu nutzen, um beispielsweise die neuen Möglich-keiten der Lichttechnik weiterzuentwickeln. Auch in der Photo-voltaik als Teildisziplin der Optischen Technologien ist die Regionstark vertreten. Laserbearbeitungsprozesse oder optische Mess-und Analyseverfahren verbessern Produktionsprozesse und dieQualität stark – wie etwa der Innovationspreis 2010 an das Un-ternehmen greateyes zeigt, dessen Messsystem Mikrorisse, Zell-fehler und Inhomogenitäten von Solarzellen abbildet, die mit herkömmlichen visuellen Verfahren kaum oder gar nicht zu er-kennen sind.

Auch die Gesundheitswirtschaft ist in Berlin von zentraler Bedeu-tung. Neben klassischen medizintechnischen Anwendungen giltes künftig die Lebensführung einer älter werdenden Gesellschaftzu unterstützen. Ambient Assisted Living beschreibt vielfältigeMaßnahmen auf der Basis von Mikrosystemtechnik, Kommunika-tionstechnik und von optischen Sensoren, um die Lebensqualitätgerade älterer Menschen zu erhalten.

Es gibt eine politische Entscheidung, dass Berlin und Brandenburg dieOptischen Technologien und die Mikrosystemtechnik künftig zum Clu-ster entwickeln wollen. Was bedeutet das für die Branche in der Regi-on, für das Cluster und das Netzwerk OpTecBB?

Wir begrüßen die Entscheidung sehr, da dies die Optischen Tech-nologien aufwertet und mit einer Schwerpunktbildung in der Region verbunden ist. Die Bedeutung geht weit über das Clusterhinaus, denn schließlich verfügen Optik und Photonik als Schlüs-seltechnologien über große Anwendungspotenziale in den ande-ren Clustern der gemeinsamen Innovationsstrategie von Berlinund Brandenburg (innoBB). Unsere Aufgabe wird sein, diese ge-meinsam mit unseren Partnern in der TSB InnovationsagenturBerlin und den regionalen Wirtschaftsförderern aktiv zu entwick-

1.3 Statusreport

9

eln, wofür sich OpTecBB seit seiner Gründung stets eingesetzt hat.Wir werden uns sowohl bei der strategischen Ausrichtung alsauch beim Clustermanagement einbringen und dabei unsere Mit-glieder sowie weitere Akteure der Region einbinden.

Welche Möglichkeiten, Notwendigkeiten und Aufgaben sehen Sie, diehohe deutsche Kompetenz bei Forschung und Entwicklung in mehrzukunftsfähige Industriearbeitsplätze zu überführen?

Wir befinden uns bereits auf einem sehr guten Weg, indem wirauf die enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirt-schaft setzen. So stellen wir sicher, dass grundlegende Erkennt-nisse oder Weiterentwicklungen schnellstmöglich in industrielleAnwendungen einfließen. Derartige Kooperationen müssen wirweiter intensivieren und entsprechende Forschungsprojekte aufden Weg bringen. Dies ist der Weg, um auch langfristig innovati-ve Entwicklungen zu schaffen, die sich an den Markterfordernis-sen orientieren und die Wettbewerbsfähigkeit sowie hochwertigeIndustriearbeitsplätze im Land sichern.

Als Leiter eines renommierten Instituts benötigen Sie qualifizierte undkompetente Mitarbeiter. Welche Maßnahmen sind notwendig, umden Fachkräftebedarf auch künftig decken zu können?

Dazu bedarf es einer langfristigen Strategie, bei der Kinder mög-lichst frühzeitig und über alle Altersstufen hinweg Zugang zu na-turwissenschaftlich-technischen Inhalten haben. Das beginnt mitder frühkindlichen, spielerischen Förderung an Kindergärten undgeht weiter mit Kooperationen an Schulen und Universitäten, wiewir sie auch am FBH intensiv betreiben. Wissenschaftliche Ein-richtungen können über Schulpartnerschaften, Schülerlaboreund weitere außerschulische Lernangebote das Interesse an na-turwissenschaftlichen Berufen wecken und bei der beruflichenOrientierung helfen.

Eine wichtige Ergänzung sind auch Veranstaltungen wie der Girls’Day, die Lange Nacht der Wissenschaften oder der erst kürzlichvon uns organisierte Mädchen-Technik-Kongress zu MINT-Berufen. Als außeruniversitäres Institut kooperieren wir zudemeng mit Universitäten. Dadurch bekommen Studierende die Mög-lichkeit als studentische Hilfskräfte Berufserfahrung zu sammeln,später folgen oft Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten. Auch imBereich der beruflichen Aus- und Weiterbildung sind wir aktiv.

Mit dem Ausbildungsnetzwerk Hochtechnologie (ANH Berlin) ar-beiten wir seit 2007 daran die Situation der betrieblichen Ausbil-dung im Hochtechnologiebereich nachhaltig zu verbessern.Durch diese breitgefächerten Angebote versprechen wir uns, jun-ge Leute wieder stärker für unsere Themen zu begeistern. Dabeimüssen wir stets klar machen, was wir zu bieten haben: span-nende Inhalte und ausgezeichnete Karriereperspektiven.

Die Löhne in Berlin und Brandenburg sind geringer als etwa in Süd-deutschland. Hält dieses Lohngefälle Nachwuchs-Akademiker vomZuzug ab oder kann Berlin dies durch hohe Lebensqualität bei mode-raten Kosten kompensieren?

Bei industriellen Arbeitsplätzen wiegen die Attraktivität Berlinsund die noch vergleichsweise moderaten Lebenshaltungskostenmehr als bei denen im akademischen Bereich. Dort bietet das öf-fentliche Tarifsystem nur eingeschränkte Möglichkeiten. Zudemwerden viele Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter über Projekte fi-nanziert, die Stellen sind daher zeitlich befristet. Das ist geradefür junge Familien und deren Zukunftsplanung problematisch.Wenn dann der Süden eine entsprechende Perspektive anbietet,ist ein Wechsel nur verständlich.

Das Interview führten Markus Wabersky und Arild Eichbaum

Günther�Tränkle��ist seit 1996 Direktor des Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) inBerlin Adlershof. Seit 2002 ist er zudem Professor an derTechnischen Universität Berlin für das Fachgebiet Mikrowel-len- und Optoelektronik. Seine derzeitigen Forschungsgebie-te liegen in der III/V-Halbleitertechnologie, in der Mikro- undMillimeterwellenelektronik sowie bei Hochleistungs-Dioden-lasern. Günther Tränkle ist Mitgründer von fünf Hochtechno-logie-Unternehmen, Vorstandsvorsitzender des Kompetenz-netzes Optec-Berlin-Brandenburg (OpTecBB) e.V., Mitgliedvon acatech sowie Beauftragter der Leibniz-Gemeinschaftfür Technologietransfer. © Foto: FBH/M. Schönenberger

2.1 Clusterevaluation

10

Das Berlin-Brandenburger Cluster Optik in ZahlenGerrit Rössler

Methodik der Datenerhebung

Die beiden nachfolgenden Kapitel geben einen Überblick zurStruktur und wirtschaftlichen Entwicklung des Clusters Optik inBerlin-Brandenburg. Grundlage bildet eine inhaltlich abgegrenzteGruppe von regionalen Unternehmen und Forschungseinrichtun-gen, die dem innovativen Kernbereich der Optischen Technolo-gien und der Mikrosystemtechnik zugeordnet wurden.

Die Berechnungen zur Entwicklung von Umsatz- und Beschäftig-tenzahlen basieren im Wesentlichen auf Erhebungen aus kom-merziellen Datenbanken, da amtliche Statistiken Betriebe mit we-niger als 50 bzw. 20 Beschäftigten, welche den Großteil der hierzu betrachtenden Unternehmen stellen, nicht erfassen und dieKlassifizierung der Wirtschaftszweige für die hier untersuchteBranche keine scharfe inhaltliche Abgrenzung erlaubt. Die Pri-märquelle bildet die vom Bureau van Dijk Electronic Publishingmit dem Verband der Vereine der Creditreform geführte MARKUS-Datenbank, welche Struktur-, Finanz- und Beteiligungsdaten zu1,2 Mio. handelsregisterlich erfasster Unternehmen beinhaltet.

Datenlücken wurden soweit wie möglich durch Primärdaten ausEinzelbefragungen und Recherchen ergänzt.

Die Umsatz- und Beschäftigtenzahlen umfassen ausschließlichUnternehmen des Verarbeitenden Gewerbes. Dienstleistungs-und Handelsunternehmen sind nicht berücksichtigt. Bei überre-gional tätigen Unternehmen mit mehreren Standorten wurdennur die Beschäftigten in Berlin-Brandenburg und deren anteiligerBeitrag zum Gesamtumsatz des Unternehmens in die Berechnun-gen einbezogen.

Von August bis Oktober 2011 hat die TSB Innovationsagentur Ber-lin eine standardisierte Befragung unter 390 Unternehmen und36 Hochschulen und Forschungseinrichtungen der OptischenTechnologien und der Mikrosystemtechnik in Berlin-Brandenburgdurchgeführt, an der sich 93 Organisationen beteiligten. Die aus-gewerteten Daten flossen insbesondere in die Analyse von tech-nologiefeldspezifischen Trends und Bewertungen ein.

Abb.�1:�Anzahl�der�Unternehmensgründungen�im�Bereich�Optische�Technologien�und�Mikrosystemtechnik�in�Berlin-Brandenburg�Quelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH, Handelsregister (Stand Oktober 2011)

Clusterstruktur

Insgesamt konnten in Berlin-Brandenburg 390 Unternehmen desVerarbeitenden Gewerbes den Optischen Technologien und derMikrosystemtechnik zugeordnet werden. Davon entfallen 296 aufBerlin und 92 auf Brandenburg. Im Wissenschaftssektor sind 10Hochschulen und 26 außeruniversitäre Forschungseinrichtungenin der Branche tätig, insgesamt 11 in Brandenburg und 25 in Ber-lin.

Die Optischen Technologien haben eine lange Tradition in derHauptstadtregion (vgl. Kapitel 3). Unternehmen wie Schmidt +Haensch oder Osram sind hier seit dem späten 19. bzw. frühen 20.Jahrhundert ansässig. Dennoch sind fast 80% der Unternehmennicht älter als 20 Jahre. Insbesondere nach der Wende 1990 und1991 setzte in Berlin-Brandenburg ein Boom bei den Unterneh-mensgründungen ein. Hintergrund war die Abwicklung zahlrei-cher staatlicher Forschungseinrichtungen der ehemaligen DDR,welche für viele Wissenschaftler den Schritt in die Selbständigkeitnach sich zog. Nach einem weiteren Anstieg bei der Zahl der Un-ternehmensgründungen zur Jahrtausendwende stabilisierten

2.1 Clusterevaluation

11

Abb.�2:�Verteilung�nach�UnternehmensgrößeQuelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH, MARKUS

sich die Werte bei 8 bis 17 Gründungen pro Jahr (vgl. Abb. 1). Zuden jüngsten Branchenvertretern gehören u.a. die 2010 bzw. 2011gegründeten Firmen FutureLED und LEDsUP (Lichttechnik), Sco-pis und Colibri Photonics (Optische Technologien in Biomedizin/Pharma), DirectPhotonics Industries (Lasertechnik), CP-ProteQund fibrisTerre (Optische Messtechnik und Sensorik) sowie derKomponentenentwickler Fisba Photonics.

Der Industriesektor der Optischen Technologien und der Mikro-systemtechnik in Berlin-Brandenburg ist sehr stark durch kleineund mittlere Unternehmen geprägt. Der Anteil der Unternehmenmit weniger als 250 Beschäftigten liegt bei 97%. 85% haben we-niger als 50 Beschäftigte und zählen somit zu den Kleinunterneh-men. Mit 46% stellen die zu den Kleinstunternehmen zählendenFirmen mit weniger als 10 Beschäftigten fast die Hälfte der Ak-teure (vgl. Abb. 2).

Technologieschwerpunkte

Zwischen August und Oktober 2011 wurde eine Umfrage unterden regionalen Unternehmen und Forschungseinrichtungendurchgeführt, um Kennzahlen für die Bewertung des Clusters Op-tik zu erheben, welche die Basis für die nachfolgend vorgestellteEvaluation bilden.

Abbildung 3 gibt einen Überblick zur Einordnung der befragtenUnternehmen und Forschungseinrichtungen in die Technologie-schwerpunkte Lasertechnik, Lichttechnik, Optische Messtechnikund Sensorik, Optische Technologien in Biomedizin/Pharma, Pho-tonische Kommunikationstechnik und Mikrosystemtechnik. MitAusnahme der Mikrosystemtechnik kann diese Verteilung als re-präsentativ betrachtet werden. Die Bereiche Lasertechnik und Op-tische Messtechnik und Sensorik vereinen den größten Anteil anAkteuren auf sich, wenngleich sich diese Technologieschwer-punkte natürlich auch überschneiden. Die Lichttechnik und diePhotonische Kommunikationstechnik weisen quantitativ wenigerAkteure aus, umfassen aber große Unternehmen wie Osram undSemperlux für die Lichttechnik sowie Nokia Siemens Networksund u2t Photonics für die Photonische Kommunikationstechnik.Die Mikrosystemtechnik ist leider unterrepräsentiert, was u.a. derTatsache geschuldet ist, dass sie als Querschnittstechnologie,häufig auch durch die Unternehmen selbst, anwendungsorien-tiert oder allgemeiner der Elektrotechnik zugehörig gesehen wird.

Abb.�3:�Umfrageteilnehmernach�TechnologiefeldernQuelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

2.1 Clusterevaluation

12

Entwicklung von Umsatz und Beschäftigung

Der Umsatz der Berlin-Brandenburger Unternehmen stieg zwi-schen 2002 und 2010 von ca. 1,27 auf ca. 2,09 Mrd. Euro, was ei-nem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von über 8% ent-spricht. Während der Finanz- und Wirtschaftskrise ging derUmsatz 2009 um knapp 11% zurück. Bereits im Folgejahr verbes-serte sich die Geschäftssituation der Unternehmen wieder, sodass die Branche das Vorkrisenniveau wieder erreichte. Für dasJahr 2011 erwarten die Unternehmen ein Umsatzplus von rund12% auf dann 2,33 Mrd. Euro (vgl. Abb. 4).

Ähnlich präsentiert sich die Beschäftigungsentwicklung. Die Zahlder Beschäftigten stieg von ca. 10.700 im Jahr 2002 auf knapp13.700 im Jahr 2010 mit einer durchschnittlichen jährlichenWachstumsrate von 3,5%. Die Auswirkungen der Krise sind beider Beschäftigungsentwicklung weniger stark spürbar als beidem Umsatz. Der Rückgang im Jahr 2009 um 2% ist im Wesent-lich auf den Personalabbau Osrams am Standort Berlin zurückzu-führen. Im Jahr 2010 verzeichnete die Branche ein moderatesWachstum bei der Zahl der Beschäftigten. Unsicherheiten hin-sichtlich der gesamtwirtschaftlichen Entwicklung haben dabei

vermutlich negativen Einfluss auf Personalentscheidungen derUnternehmen gehabt. Nicht zuletzt durch die anhaltend gute Auf-tragslage scheint sich die Vorsicht gegenüber Neueinstellungenaber gelöst zu haben. Für 2011 rechnen die Unternehmen mit ei-nem stärkeren Beschäftigungszuwachs von ca. 5,5% auf rund14.400 Beschäftigte (vgl. Abb. 5). Zu den größten Arbeitgebernder Optik in Berlin-Brandenburg gehören Osram (1.700), Rathe-nower Optik (600), Berliner Glas (500), Hach Lange (480) undNokia Siemens Network (450 im Bereich optische Datenübertra-gung). Auch andere industrielle Schwergewichte wie das Medi-zintechnikunternehmen Biotronik oder der HalbleiterentwicklerAtotech beschäftigen sich intensiv mit Optischen Technologienoder Mikrosystemtechnik, wurden hier aber nur anteilig berück-sichtigt.

Darüber hinaus sind über 2.200 Wissenschaftler in regionalenHochschulen und Forschungseinrichtungen im Bereich OptischeTechnologien und Mikrosystemtechnik tätig. Über die Hälfte derBeschäftigten im Wissenschaftssektor stellen das FraunhoferHeinrich-Hertz-Institut und das IHP–Leibniz-Institut für innovati-ve Mikroelektronik mit jeweils 270 Mitarbeitern sowie das Fraun-hofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (230), das

Abb.�4:�Umsatzentwicklung�Optische�Technologien�und�Mikro-systemtechnik�in�Berlin-BrandenburgQuelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH, MARKUS

Abb.�5:�Beschäftigungsentwicklung�Optische�Technologien�und�Mikrosystemtechnik�in�Berlin-BrandenburgQuelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH, MARKUS

Abb.�6:�Bewertung�des�FachkräftemangelsQuelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

2.1 Clusterevaluation

13

Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenz-technik (220) und das Max-Born-Institut für Nichtlineare Optikund Kurzzeitspektroskopie (170).

Insgesamt verfügte die Hauptstadtregion 2011 im innovativenKernbereich des Clusters Optik demnach über ca. 16.600 Be-schäftigte. Der Umsatz pro Mitarbeiter stieg bei den Unternehmenvon 119.000 Euro im Jahr 2002 auf 152.000 Euro im Jahr 2010, für2011 werden über 161.000 Euro erwartet.

Der vielzitierte Mangel an ausreichend qualifizierten Fachkräftenscheint für die befragten Unternehmen und Forschungseinrich-tungen kein signifikantes Problem darzustellen, wie die Abbil-dung 6 belegt. Die Branche scheint bei der Personalrekrutierungnicht zuletzt von der Fülle an Ausbildungsangeboten (vgl. Kapitel6) sowie von den attraktiven Lebensbedingungen in der Haupt-stadtregion zu profitieren.

Die Einschätzung der befragten Unternehmen und Forschungs-einrichtungen zur aktuellen Geschäftssituation stützt das positiveFazit und fällt durchweg positiv aus (vgl. Abb. 7). 71% der Teilneh-mer bewerten ihre Situation positiv, negative Bewertungen gabes nicht.

Industrielle Forschung und Entwicklung

Optische Technologien und Mikrosystemtechnik gehören zu denforschungs- und wissensintensivsten Wirtschaftszweigen. In bei-den Bereichen nimmt Deutschland eine führende Position im glo-balen Wettbewerb ein, welche sich besonders auf einen Wissens-und Technologievorsprung gegenüber anderen Volkwirtschaftengründet. Um diese Wettbewerbsposition erhalten zu können in-vestieren die Unternehmen überdurchschnittlich viel in For-schung und Entwicklung. Knapp 17% ihres Umsatzes haben dieBerlin-Brandenburger Unternehmen der Optischen Technologienund der Mikrosystemtechnik 2010 durchschnittlich für Aufwen-dungen und Personal im F&E-Bereich investiert (vgl. Abb. 8).

Spitzenreiter mit 26% ist die Photonische Kommunikationstech-nik. Mit einem Forschungs- und Entwicklungsanteil von 11% bzw.12% liegen Unternehmen der Lichttechnik und der Mikrosystem-technik innerhalb der Branche zwar weiter zurück, können aberverglichen mit anderen Industriezweigen immer noch auf über-durchschnittliche Quoten verweisen. Was die Erwartung hinsicht-lich der zukünftigen Investitionen in Forschung und Entwicklungangeht, zeigen die Lichttechnik und die Mikrosystemtechnik denpositivsten Trend. In der Mikrosystemtechnik rechnen 46% derUnternehmen mit einem Anstieg des Investitionsvolumens, beider Lichttechnik sind es 42%. Insbesondere bei der Lichttechnikverwundert der Ausblick kaum, zumal sich der Markt durch dieUmstellung von traditionellen Lichtquellen wie Glüh- oder Entla-dungslampen auf halbleiterbasierte Quellen in einem rapide vor-anschreitenden Wandel befindet.

Ein Indikator für Investitionen in Forschung und Entwicklung istdie Entwicklung der Patentanmeldungen der regionalen Unter-nehmen (vgl. Abb. 9). Bei einer Betrachtung der Entwicklung inden letzten 20 Jahren fällt auf, dass das Niveau Anfang der 1990erJahre sehr niedrig war. Erst in den folgenden Jahren nahm die Zahlder Patentanmeldungen zu, was u.a. darauf zurückzuführen seinkann, dass junge ostdeutsche Unternehmen zunächst ums wirt-schaftliche Überleben kämpfen mussten und erst mit der Konso-lidierung ihrer wirtschaftlichen Lage auch in Patente investierenkonnten. Aber auch methodische Verzerrungen spielen natürlicheine Rolle, da Unternehmen, die aus Gründen wie Insolvenz, Ak-quisition, Umzug etc. heute nicht mehr zum Cluster zählen, nichtin der Auswertung auftauchen. Höhepunkte bei den Patentan-meldungen weisen 1999/2000 sowie 2007 Parallelen zu der all-gemeinen konjunkturellen Entwicklung auf. So zeichnet sich auchmit Eintreten der Finanz- und Wirtschaftskrise ein Rückgang beiden Patentanmeldungen ab, wenngleich eine weitere Ursacheauch darin liegt, dass Patente, die angemeldet werden, erst nachein bis zwei Jahren in der Statistik erscheinen.

Zu den Inhabern der meisten Patente im Bereich Optische Tech-nologien und Mikrosystemtechnik in Berlin-Brandenburg gehö-ren u.a. Franz Sill, Schmidt + Haensch, MSA Auer, Acri.Tec (2007von Carl Zeiss Meditec übernommen), Fernsteuergeräte KurtOelsch, Knick Elektronische Messgeräte, ADC sowie Atotech undBiotronik.

Abb.�7:�Einschätzung�der�aktuellen�GeschäftssituationQuelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

Gesamt 17%

Lasertechnik 16%

Lichttechnik 11%

Optische Messtechnik und Sensorik 17%

Optische Technologien in Biomedizin/Pharma 19%

Photonische Kommunikationstechnik 26%

Mikrosystemtechnik 12%

Abb.�8:�Anteile�der�Investitionen�in�Forschung�und�Entwicklungim�Jahr�2010�gemessen�am�Gesamtumsatz�Quelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

Außenwirtschaft

Ebenfalls ein Charakteristikum von Hightech-Industrien sind ho-he Exportquoten. Auch wenn Deutschland meist den wichtigstenAbsatzmarkt für die Produkte der Berlin-Brandenburger Unter-nehmen des Clusters Optik bildet, wurden 2010 zwei Drittel derUmsätze im Ausland generiert (vgl. Abb. 10). Die höchste Quoteweist auch hier der Bereich Photonische Kommunikationstechnikmit 86% aus. Signifikant geringere Exportquoten haben die Be-reiche Optische Technologien in Biomedizin/Pharma (58%) undMikrosystemtechnik (46%). Nicht zuletzt tragen sicherlich auchdie gut entwickelten Branchen Elektrotechnik, Maschinenbauund Gesundheitswirtschaft in Berlin-Brandenburg zu einer star-ken Binnennachfrage bei. Aber auch hier erwarten die Bereiche

2.1 Clusterevaluation

14

Abb.�10:�Exportanteile�der�Unternehmen�im�Jahr�2010�gemes-sen�am�Gesamtumsatz�Quelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

Gesamt 68%

Lasertechnik 63%

Lichttechnik 64%

Optische Messtechnik und Sensorik 63%

Optische Technologien in Biomedizin/Pharma 58%

Photonische Kommunikationstechnik 86%

Mikrosystemtechnik 46%

mit niedrigen Ausgangsquoten positive Trends. Bei der Mikrosy-stemtechnik und den Optische Technologien in Biomedizin/Phar-ma rechnen jeweils 73% der Unternehmen mit einer Steigerungder Exportquote, Spitzenreiter ist hier die Lasertechnik mit 78%.

Abbildung 11 gibt einen Überblick zur Einschätzung der Relevanzgeographischer Absatz- und Beschaffungsmärkte durch die Un-ternehmen. Die wichtigsten Absatzmärkte sind demnach das Bun-desgebiet, Westeuropa und Asien, wobei erwartet wird, dass ins-besondere Asien und Westeuropa zukünftig noch an Bedeutunggewinnen werden. Analog zu den Exportquoten messen 94% derUnternehmen aus dem Bereich Optische Technologien in Biome-dizin/Pharma Deutschland eine große oder sehr große Bedeu-tung bei. Bei der Lichttechnik sind es 91%, bei der Mikrosystem-technik 88% und bei der Photonischen Kommunikationstechniknur noch knapp zwei Drittel. Für letztere ist Asien der wichtigsteAbsatzmarkt.

Die bedeutendsten Beschaffungsmärkte sind im deutschsprachi-gen Raum zu finden: 90% attestieren Deutschland als Beschaf-fungsmarkt eine große oder sehr große Bedeutung, für Berlin-Brandenburg tun dies mit 48% noch fast die Hälfte derUnternehmen. Starke Veränderungen dieser Strukturen werdenin den nächsten Jahren nicht erwartet, lediglich Asien trauen im-merhin ein Drittel der Befragten eine größere zukünftige Bedeu-tung zu. Auffällig ist auch, dass nur bei Berlin-Brandenburg undim Bundesgebiet die Bedeutung als Beschaffungsmarkt gegen-über der Bedeutung als Absatzmarkt überwiegt. Gründe dafür las-sen sich u.a. darin vermuten, dass insbesondere Zulieferbezie-hungen im Hochtechnologiesektor aufgrund ihrer Komplexität

Abb.�9:�Patentanmeldungen�Berlin-Brandenburger�Unternehmen�aus�dem�Bereich�Optische�Technologien�und�Mikrosystemtechnik,Stand�Dezember�2010Quelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

2.1 Clusterevaluation

15

Abb.�11:�Bedeutung�der�Standorte�von�Abnehmern/Zulieferernvon�Berlin-Brandenburger�Unternehmen�sowie�Kooperations-partnern�von�Berlin-Brandenburger�ForschungseinrichtungenQuelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

innerhalb eines rechtlich und kulturell einheitlichen Systemsleichter zu managen und damit trotz höherer Kosten attraktiversind.

Unterstützt wird diese These auch von der Einschätzung der For-schungseinrichtungen, welche durch die grauen Balken darge-stellt wird. Die Bedeutung Berlin-Brandenburgs als Standort vonKooperationspartnern für die Forschungseinrichtungen wird fastebenso hoch eingeschätzt wie die Bedeutung des restlichen Bun-desgebiets. Andere Regionen sind dagegen weit abgeschlagen.Allerdings erwarten 78% der Einrichtungen eine Zunahme von Ko-operationsbeziehungen mit asiatischen Partnern, was sowohlChancen als auch Risiken für den Standort mit sich bringen kann.

Standortevaluation

Auch bei der allgemeinen Bewertung des Standorts Berlin-Bran-denburg spielt die Verbindung von Forschung und Industrie einewichtige Rolle (vgl. Abb. 12). Während es aus Sicht der Unterneh-men hinsichtlich der Ansiedlung industrieller Anwender Nachhol-bedarf gibt, wird das Angebot an passenden Forschungseinrich-tungen überaus positiv gewertet. Die Bewertung durch dieForschungseinrichtungen fällt in allen Bereichen noch positiveraus, wenngleich man sich auch hier ein größeres Spektrum an An-wendern wünscht.

Die ausgeprägte Forschungslandschaft ist einer der größtenStandortvorteile der Hauptstadtregion. Dazu kommen die Ballungvieler Akteure auf engem Raum und deren Vernetzungsintensität.Das nachfolgende Kapitel liefert eine tiefergehende Analyse die-ser Faktoren und der Auswirkungen auf die Entwicklung des Clu-sters Optik in Berlin-Brandenburg.

Abb.�12:�Bewertung�des�Standortes�Berlin-BrandenburgQuelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

2.2 Netzwerk- und Clusterentwicklung

16

Abb.�1:�Wissenschafts-�und�Industriestandorte�des�Clusters�Optik�in�BrandenburgQuelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

Analyse der Netzwerk- und Clusterentwicklung Frank Lerch, Gerrit Rössler

Standortfaktor Agglomeration

Die Wahl des Standorts ist für Unternehmen eine der wichtigstenEntscheidungen. Insbesondere die Produktivität eines Unterneh-mens wird durch den lokalen Kontext maßgeblich beeinflusst (vgl.Porter 1990). Dazu gehören beispielsweise die Wettbewerbsin-tensität, die Verfügbarkeit von Inputfaktoren (Arbeitskräfte, Ka-pital, Ressourcen, Infrastruktur etc.), die Nachfragebedingungenund die Präsenz verwandter oder unterstützender Branchen (Zu-lieferer, Anwender, Dienstleister, etc.) in der Region. Entschei-dend für den Erfolg eines Unternehmens ist dabei das Zusam-menspiel dieser Faktoren. Nach modernen Clustertheorien steigtdie Intensität dieses Zusammenspiels durch eine räumliche Nähe.Austauschprozesse funktionieren demnach am besten dort, wospezifische Branchen geographisch konzentriert sind.

Die Optischen Technologien und die Mikrosystemtechnik sindwissensbasierte Branchen, die in besonderem Maße von der In-teraktion mit Forschungseinrichtungen einerseits und Anwen-dern andererseits leben. Die räumliche Nähe der Akteure fördertdabei den Wissenstransfer von der Wissenschaft in die Industrieund umgekehrt indem, mit der Interaktion verbundene, Kostenminimiert werden. Aber auch der direkte Kontakt zu den Wettbe-werbern stellt einen wichtigen Informationsfluss dar (sogenannteSpillover-Effekte) und gilt somit ebenfalls als Quelle von Innova-tionen. Besonders junge Unternehmen profitieren dabei in ho-hem Maße von dem Interaktionspotenzial und dem breiten An-gebot an spezifischen Dienstleistungen. So verwundert es wenig,dass sich an bestimmten Standorten in der Region Berlin-Bran-denburg eine Häufung von Akteuren feststellen lässt, die zum Teil

eine lange Tradition besitzt (vgl. Abb.1 und 2 sowie Kapitel 4). Diehohe Dichte an Akteure bietet beste Voraussetzungen für kom-plexe Kooperationsbeziehungen zwischen den ansässigen Unter-nehmen und Forschungseinrichtungen. Diese Vernetzungsinten-sität zu erhöhen ist ein wichtiger Faktor bei der Entwicklung desStandorts.

Netzwerkentwicklung im Cluster

Angestoßen durch die nationale Initiative zur Förderung der Op-tischen Technologien (Heybrock/Brinkmann 2000), durch dasFörderprogramm Optische Technologien des Bundesministeri-ums für Bildung und Forschung (Heybrook et al. 2002) sowiedurch die Technologie- und Regionalentwicklungsaktivitäten derLänder Berlin und Brandenburg wurde im Jahr 2001 damit be-gonnen, das Feld der Optischen Technologien strategisch zu ver-netzen und einer reflexiven Netzwerk- und Clusterentwicklung zuunterziehen. Hierbei wurden einerseits auf bereits bestehende(Netzwerk-)Strukturen, in der Region vorzufindende Institutio-nen sowie die technologischen Kompetenzen der regionalen Un-ternehmen und Forschungseinrichtungen aufgebaut, anderer-seits gänzlich neue Strukturen geschaffen. Hierzu zähltinsbesondere die Gründung des Vereins OpTecBB, der als Dach-netzwerk die Vernetzungsaktivitäten in der Region seither maß-geblich unterstützt. Zudem wurden die Optischen Technologienund die eng verknüpfte Mikrosystemtechnik im Rahmen der ge-meinsamen Innovationsstrategie in Berlin und Brandenburg (in-noBB) zu einem förderungswürdigen Cluster erklärt. Der Strate-gie der reflexiven Netzwerk- und Clusterentwicklung folgendwurden insbesondere verschiedene Vernetzungsmaßnahmen zur

2.2 Netzwerk- und Clusterentwicklung

17

Förderung der vertikalen Vernetzung entlang bereits in der Regi-on vorhandener Wertschöpfungsaktivitäten gleichzeitig aberauch der horizontalen Vernetzung, z.B. im vorwettbewerblichenBereich durchgeführt.

Kritische Masse

Zur Abschätzung der Entwicklungsdynamik eines regionalen Clu-sters lassen sich qualifizierte Aussagen erst nach detaillierter Ana-lyse der Situation im untersuchten Cluster abgeben. Aus stati-stischen Erhebungen von Daten zur Beschäftigten- und Unter-nehmenszahl sowie der Höhe der Umsätze zu mindestens zweiZeitpunkten lassen sich die absolute Größe des Clusters eruierenund absolute und/oder relative Veränderungsraten errechnen und analysieren (Krätke/Scheuplein 2001). Begleitend zur reflexiven Netzwerk- und Clusterentwicklung wurde die Entwick-lungsdynamik ursprünglich durch OpTecBB selbst (Hornauer2002), im Zeitraum 2003 bis 2007 durch die ForschungsgruppeUnternehmungsnetzwerke (Prof. Sydow) und neuerdings durchdie TSB Innovationsagentur Berlin (TSB 2008; TSB 2010; Kapitel2.1 des vorliegenden Clusterreports) evaluiert. Eine kritische Mas-

se an Organisationen konnte in diesen Studien aufgezeigt wer-den.

Vernetzte Akteure

Eine der Schwächen der meisten Netzwerk- und Clusteranalysenist der Mangel an originären Verflechtungsanalysen, der darin be-gründet liegt, dass Forscher, Analysten oder Berater in aller Regelnur schwer Zugang zu Informationen über regionale Zuliefer- undAbnehmerbeziehungen bekommen können. Die Netzwerkanaly-se ( Jansen, 2003) bietet einen Methodenkanon, um relationaleDaten zu untersuchen. Sie ist eine noch relativ neue Methode, diezur Identifizierung und Analyse von regionalen Branchenclusternund zur Analyse der inhärenten Verflechtungen zwischen Clu-sterorganisationen zunehmend herangezogen wird. Im Bezie-hungsgeflecht der OpTecBB-Mitglieder, das auf der Basis telefo-nischer Befragungen von fast allen OpTecBB-Mitgliedern erhobenund mit Hilfe in der Netzwerkforschung heute üblichen Analyse-und Darstellungsmitteln, dargestellt wurde (vgl. Abb. 3), lassensich neben den zentralen und peripheren Akteuren auch Sub-netzwerke identifizieren.

Abb.�2: Wissenschafts-�und�Industriestandorte�des�Clusters�Optik�in�BerlinQuelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

Abb.�3:�Technologische�Schwerpunktgruppen�im�Beziehungsge-flecht�von�OpTecBB�im�Jahre�2006Quelle: Lerch 2009

Abb.�4:�Beziehungsgeflecht�der�Akteure�im�Feld�der�OptischenTechnologien�in�2000Quelle: Lerch 2009

2.2 Netzwerk- und Clusterentwicklung

18

Im Vergleich der Vernetzungsstruktur OpTecBBs im Jahr 2006 mitdem Beziehungsgeflecht (fast) derselben Zahl von Organisatio-nen im Jahre 2000 (vgl. Abb. 4), also ein Jahr vor Beginn des sy-stematischen Clusterentwicklungsprozesses zeigt sich, wie sehrdie Dichte der Vernetzung – und damit das Innovationspotenzial– im Laufe von nur fünf Jahren systematischer Clusterentwicklungzugenommen hat.

Wertschöpfung in der Region

Wertschöpfungsketten stellen eine Kette von Wert schöpfendenAktivitäten dar, die Produkte und Dienstleistungen im Unterneh-men und in unternehmensübergreifenden Prozessen durchlaufenund damit einen Wertzuwachs erfahren (vgl. Porter 1985). Da esnicht einfach nur um eine Auflistung der Bearbeitungsstufen ei-nes Produktes bzw. einer Dienstleistung geht, sondern die verti-kalen, horizontalen und lateralen Verbindungen aufgenommenwerden, ist das Instrument der Wertschöpfungskettenanalyse da-zu geeignet (regionale) wirtschaftliche Zusammenhänge abzubil-den. Hierbei ist u. a. ein „Cluster-Kern“ zu identifizieren, bei demes sich um einen Endhersteller (OEM), bedeutsame (System-)Zu-lieferunternehmen und/oder Vertriebsunternehmen handelnkann, bei denen Zuliefer- bzw. Abnehmerbeziehungen zusam-menlaufen (vgl. Krätke/Scheuplein 2001). Betrachtet man dieWertschöpfungsstufen, die in der Region Berlin-Brandenburg ver-treten sind, so ist festzustellen, dass fast alle Stufen einer idealty-

pischen Optikwertschöpfungskette durch zumindest ein Cluster-unternehmen vertreten sind (vgl. Abb. 5). Unbesetzte Bereiche bil-den lediglich die Entwicklung von Laserstäben sowie, seit demweitgehenden Rückzug des Bildschirmherstellers Samsung SDIaus Berlin, Anwender Optische Technologien für die Unterhal-tungselektronik. Die regionale Wertschöpfungskette in der Mi-krosystemtechnik präsentiert sich ähnlich umfassend (vgl. Abb.6). Stärken der Region liegen insbesondere bei den Input-Mate-rialien, mikrooptischen Systemen und Anwendungen in der Me-dizintechnik.

Ob tatsächlich vollständige Wertschöpfungsketten, d. h. durch re-gionale Zuliefer- und Abnehmerbeziehungen verbundene Wert-schöpfungsstufen in der Region existieren, konnte aufgrund desmit einer Analyse verbundenen Aufwandes im Rahmen dieser Arbeit nicht gänzlich geklärt werden. Dem Cluster-management liegen aber aktuelle und detailliertere Wertschöp-fungskettenanalysen für Teilbereiche des Clusters vor. Auszugs-weise lässt sich aber feststellen, dass die vorgelagerte und nach-gelagerte Wertschöpfung der Unternehmen, d. h. der Zukauf undder Absatz von Produkten sowohl regional, national als auch in-ternational bzw. global ausgerichtet ist, wie dies eine wissensin-tensive und wissenschaftsbasierte Technologiebranche auch erwarten ließe. So profitieren bspw. zahlreiche KMU vom wissen-schaftlichen Potenzial in der Region. In ihrer Produktentwicklungverwerten sie bspw. in den regionalen Einrichtungen entwickelte

Abb.�5:�Wertschöpfungskette�der�Optischen�Technologien�in�Berlin-Brandenburg�Quelle: Lerch 2009, 216 (überarbeitet)

2.2 Netzwerk- und Clusterentwicklung

19

Technologien oder greifen auf spezielle Zulieferprodukte von For-schungseinrichtungen zurück – verkaufen ihre Produkte aber aufdem globalen Markt für Hochtechnologieprodukte. Gleichzeitigbeziehen Unternehmen Vorprodukte auch von Unternehmen ausder Region und liefern wiederum an andere Unternehmen sowohlin der selben als auch in den anderen Branchen in der Haupt-stadtregion. Das Potenzial derartiger regionaler Wertschöpfungist einerseits weiter auszunutzen, andererseits ist auf die fragileBalance zu achten, die sich im Wettbewerb aus Regionalität undglobaler Wettbewerbsfähigkeit ergibt.

Zusammenfassung

Die Region Berlin-Brandenburg weist ein erhebliches Clusterent-wicklungspotenzial im Bereich der Optischen Technologien undder Mikrosystemtechnik auf (vgl. Hornauer 2002; TSB 2008;Lerch 2009). Bei der identifizierten Anzahl an Unternehmen, For-schungseinrichtungen und unterstützenden Organisationen kannvon einer „kritischen Masse“ ausgegangen werden. In der Haupt-stadtregion lassen sich zudem die in Netzwerk- und Clusteranaly-sen beschriebenen Agglomerationsvorteile für Unternehmen ((1)Informationsabflüssen und Wissensübersprüngen, (2) der Be-stand an ausgebildeten Arbeitskräften sowie (3) spezialisierte Zu-lieferern und gemeinsame Infrastruktur) beobachten und dieWirkdynamiken des Porterschen Diamantmodells (Interaktionenzwischen den vier Faktoren (1) Faktor-Input-Bedingungen, (2)

Nachfragebedingungen, (3) die Existenz verwandter und unter-stützender Branchen sowie (4) Unternehmensstrategie, -struktur,und Wettbewerb) nachweisen. Gleichzeitig haben sich in den letz-ten Jahren zahlreiche interorganisationale Beziehungen und kom-plexere Netzwerkstrukturen in verschiedenen Dimensionen eta-bliert. Die Interaktionshäufigkeit und -dichte ist dabei immernoch zunehmend. Zudem stiegen die Zahl der am Cluster betei-ligten Organisationen und deren wirtschaftliche Aktivität. In derHauptstadtregion sind ferner wesentliche Teile der Wertkettender Optischen Technologien und der Mikrosystemtechnik vorhan-den. Akteure, die sich auf den Wertschöpfungskettenstufen ge-genüberstehen treiben sich in einzelnen Fällen als direkte Wett-bewerber gegenseitig an. Es ist jedoch festzuhalten, dass dieWettbewerbsdynamik, der Innovationsdruck sowie Nachfrageim-pulse in einer wissenschaftsbasierten Hightech-Industrie im Wesentlichen aus internationalen Märkten stammen. Die For-schungseinrichtungen und Unternehmen des Optik Clusters un-terhalten neben der umfangreichen intraregionalen Vernetzungvielfältige clusterexterne und internationale Kooperations- undKundenbeziehungen in die verschiedensten nationalen und in-ternationalen Zuliefer- und Absatzmärkte sowie zu Forschungs-einrichtungen und unterstützenden Organisationen (z.B. Verbän-den) in der ganzen Welt. Dabei bieten insbesondere Messen undKongresse als „temporäre Cluster“ regelmäßig Möglichkeitenzum Austausch von Informationen und Know-how.

Abb.�6:�Wertschöpfungskette�der�Mikrosystemtechnik�in�Berlin-Brandenburg�Quelle: TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

3 Historie

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Geschichte der Optischen Technologienin Berlin-Brandenburg Frank Lerch

Optische Technologien haben in Berlin-Brandenburg eine über200-jährige Tradition, welche von turbulenten Entwicklungenund gewaltigen Umbrüchen gekennzeichnet ist.

Im ausgehenden 19. Jahrhun-dert bis zur Zeit vor dem Zwei-ten Weltkrieg entwickeltensich Rathenow wie auch dieRegion Berlin zu einem euro-päischen Zentrum der opti-schen und feinmechanischenIndustrie, in der wissenschaft-liche Einrichtungen und Un-ternehmen eng miteinanderverwoben waren (Zaun 2002).Viele ehemals führende deut-sche Optikunternehmen wieEmil Busch und C.P. Goerz wa-ren in und um Berlin zu Hause,existieren heute aber nichtmehr. Das clusterähnliche In-novationssystem beherbergte

neben traditionell der Optik zurechenbaren Bereichen wie demMikroskopbau und dem Kamerabau auch Firmen in verwandtenund angrenzenden Branchen wie der Elektrotechnik, der fein-mechanischen Industrie, auf Optik spezialisierter Maschinen-bau, Spezialanbieter für Bahn- und Schifffahrtswegbeleuchtungund Signaltechnik oder der lichttechnischen Industrie.

Gleichzeitig bildete sich zu dieser Zeit in Berlin eine einmaligewissenschaftliche Landschaft heraus, die es nicht nur vermochte,herausragende wissenschaftliche Grundlagenerkenntnisse zuproduzieren, sondern auch diese Ergebnisse der (lokalen) Indu-strie zugänglich zu machen. Hierzu zählten insbesondere die Ber-liner Universität, die Preußische Akademie der Wissenschaften,die Technische Hochschule, die Physikalisch Technische Reichs-anstalt (PTR) und die Kaiser-Wilhelm-Institute. Unterstützt wur-den diese Aktivitäten durch Gremien und Verbände, die in Berlingegründet wurden und hier ansässig waren. Zusammengenom-men formten sie das technologische, institutionelle und (inter-)organisationale Fundament für die Entwicklung eines frühen op-tischen Industriedistrikts in Berlin-Brandenburg.

Die Entwicklung der optischen Industrie in Berlin-Brandenburgbis 1945

Die Entwicklung der optischen Industrie in Berlin-Brandenburghat ihren Ursprung in Rathenow und ist eng mit dem Schaffen derFamilie Duncker verbunden. Der Prediger Johann Heinrich AugustDuncker, der auch eine Ausbildung in Optik und dem Schleifen

von Glas absolvierte, ließ sich 1801 eine Vielschleifmaschine pa-tentieren. Im gleichen Jahr eröffnete er im Rathenower Pfarrhausdie Optische Industrieanstalt. Seine ersten Beschäftigten, invali-de Soldaten und Waisenkinder, produzierten auf dem Dachbodendes Hauses gleichmäßig polierte Gläser für Brillen, Mikroskopeund Vergrößerungsgläser. Das Unternehmen wuchs kontinuier-lich und 1820 übernahm Dunckers Sohn, Eduard Duncker, die Lei-tung des Betriebes. Da die Firma expandierte, gleichzeitig aberPlatzmangel bestand, verlieh Duncker Maschinen an seine Arbei-ter, die zu Hause Teile produzierten. Viele kleine „Waschküchen-betriebe“ entstanden. Im Jahr 1845 übernahm Emil Busch, ein Nef-fe Dunckers, die Führung im Unternehmen, der die mittelgroßeFirma zum Großunternehmen ausbaute. So wurde z.B. 1846 dieerste Dampfmaschine in die Produktion eingeführt. Viele neueProdukte entstanden und wurden in den Handel gebracht. 1872wurde das Unternehmen schließlich in eine Aktiengesellschaftüberführt.

Johann�Heinrich�August�Duncker,�Emil�Busch�– im�Hintergrunddie�Emil�Busch�AG�© Kulturzentrum Rathenow/ Optikindustriemuseum

Die zunehmende (lokale) Nachfrage nach optischen Komponen-ten führte dazu, dass in Rathenow eine Vielzahl von weiteren op-tischen Betrieben entstand. 1896 waren hier 163 Optikunterneh-men ansässig und die Stadt wurde bereits damals als „Stadt derOptik“ weltbekannt. Die Expansion der Optikunternehmen in Ra-thenow konnte bis zum Ende des Ersten Weltkrieges und zur an-schließenden Weltwirtschaftskrise fortgesetzt werden. Trotz ei-nes anschließenden Rückgangs waren 1930 noch immer mehr als200 Optikunternehmen in Rathenow tätig. Während des ZweitenWeltkrieges stellten die beiden größten Rathenower Optikunter-nehmen Emil Busch und Nitsche & Günther fast ausschließlich Op-tiken für den militärischen Gebrauch her. Am Ende des Krieges la-

Pintsch�Neon-Leuchten�© Juli-us Pintsch A.G., Katalog Nr. 702

3 Historie

21

gen große Teile der optischen Industrie in Rathenow in Schutt undAsche, und die Überreste wurden schließlich als Reparation ab-transportiert.

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entwickelte sich in Ber-lin eine aufblühende optische und feinmechanische Industrie,teilweise angetrieben durch die Präsenz von wissenschaftlichenEinrichtungen wie der Berliner Universität, der Charité oder derTechnischen Hochschule, durch die Industrialisierung der StadtBerlin sowie das allgemein positive Wirtschaftsklima während derGründerjahre. In Berlin ansässige und (inter-)nationale For-schungseinrichtungen beflügelten die Nachfrage nach optischenund wissenschaftlichen Geräten. So wurden Mikroskope für dasVordringen in immer kleinere Dimensionen – z.B. in der Biologie,Medizin, Chemie und Geologie – unerlässlich.

Um weiter in makroskopischeDimensionen vorzudringenwurden Teleskope, Passage-und andere astronomische In-strumente nachgefragt, diegrößtenteils jeweils genau fürdie Spezifikationen der Wis-senschaftler angefertigt wur-den. Optische und feinme-chanische Werkstätten undUnternehmen wie Askania, R.Fuess, C.P. Goerz, E. Gundlach,B. Halle, F. Schmidt & Haenschoder Steindorff produziertenderartige Instrumente.

Das seinerzeit wohl bedeutendste Optikunternehmen in Berlin inBezug auf die angestellten Optiker und Feinmechaniker war dieOptische Anstalt C.P. Goerz in Berlin-Friedenau und Berlin-Zeh-lendorf. Das Unternehmen wurde 1886 gegründet und produzier-te Fotoausrüstung für den entstehenden Amateur-Fotografie-markt sowie Linsen und spezielle Objektive für professionelleAnwendungen. Gleichzeitig wurden Ferngläser konstruiert undhergestellt. 1903 wurde eine spezielle Militäroptikabteilung ein-gerichtet und C.P. Goerz avancierte zum größten Produzenten mi-litärischer Optiken in der Welt. Nach 25 Jahren (1911) beschäftigtedas Unternehmen 2.500 Mitarbeiter und hatte bereits 300.000Objektive produziert. Während des Ersten Weltkrieges stellte Go-erz fast ausschließlich Rüstungsgüter her. Das brachte dem Un-ternehmen nach dem Krieg erhebliche finanzielle Schwierigkei-ten, da der Versailler Vertrag deutschen Unternehmen dieHerstellung militärischer Güter verbot. Die Fusion der OptischenAnstalt C.P. Goerz (Carl Paul Goerz starb im Jahr 1923) mit den Fo-to-optischen Unternehmen Ica AG, Dresden; Contessa-Nettel AG,Stuttgart und H. Ernemann, Dresden, die von Zeiss Jena vorange-trieben wurde und die Zeiss Ikon AG 1926 entstehen ließ, sichertedas Überleben des Unternehmens. Jedoch wurde das Produkti-onsprogramm von Goerz dramatisch zugunsten von Zeiss in Jena,die 53 % der Anteile an Zeiss Ikon hielten, umgestellt. Goerz pro-duzierte fortan keine eigenen Objektive und optischen Systememehr. Vielmehr wurden in den ehemaligen Berliner Goerz-Fabri-ken Kameras montiert sowie Beleuchtungen für Projektoren undSchließsysteme produziert. Während der letzten Tage des Zweiten

Weltkrieges wird das Goerz-Werk in Berlin-Zehlendorf durchKampfhandlungen stark zerstört, wohingegen das FriedenauerWerk den Krieg intakt übersteht. Nach dem Waffenstillstand wur-den sämtliche Maschinen, Unterlagen, Materialien und Musteraus den Werken entfernt und als Reparation abtransportiert.

Ein weiteres Beispiel für die hochinnovative optische Industrie inBerlin, die wissenschaftliche Erkenntnisse schnell in neue Pro-dukte überführte und am Übergang vom 19. zum 20. Jahrhundertstark expandierte, ist die Beleuchtungsindustrie. Während des 19.Jahrhunderts war das Gaslicht weit verbreitet. 1885 erfand und pa-tentierte der Österreicher Carl Auer von Welsbach den Glüh-strumpf und die Verwendung neuer Materialien machte das Au-erlicht heller und effizienter im Vergleich zu anderen verfügbarenLichtquellen. 1892 gründete er die Deutsche Gasglühlichtgesell-schaft (Degea, später Auer-Gesellschaft) in Berlin und die Pro-duktion von Beleuchtungsausrüstungen wurde im Auer-Hof inBerlin-Friedrichshain aufgenommen. Im Jahr 1895 wurde das Au-erlicht als Berliner Straßenbeleuchtung und ein Jahr später auchbei der Preußischen Eisenbahn eingeführt. Gasglühlicht konntejedoch Explosionen, Vergiftungen und hohe Temperaturen in sei-ner Umgebung verursachen. Deshalb arbeiteten Wissenschaftlerund Techniker am Ende des 19. Jahrhunderts bereits an der Reali-sierung von elektrischem Licht. Der Erfinder Thomas Alva Edisonpatentierte 1880 die Kohlefadenglühlampe. Das Edison-Patentwurde in Deutschland durch die Deutsche Edison-GesellschaftDEG (später Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (AEG)) mit Sitzin Berlin verwertet. Ihre Produktionsstätte befand sich seit1883/84 in der Schlegelstrasse in Berlin-Mitte, wo damit begon-nen wurde Kohlefadenglühlampen herzustellen. Schon bald reich-ten die räumlichen Kapazitäten nicht mehr aus, und die Produkti-on wurde in die Ackerstraße in Berlin-Wedding verlagert. Dortproduzierte die AEG auch die von Walter Nernst in Göttingen er-fundene Lampe (patentiert 1897). Bei der Auergesellschaft wurde

ebenfalls die Beleuchtungs-technologie weiterentwickelt.Im Jahr 1898 wurde die Metall-fadenlampe und 1901 die Os-Lampe mit einem Glühfadenaus Osmium von Auer pa-tentiert. 1906 registrierte er den Markennamen Osram,der sich aus den zwei Glüh-drahtmaterialien Osmium undWolfram ableitete. Auch Sie-mens & Halske entwickelteund produzierte Glühlampenin Berlin. Zwischen 1883 und1901 errichteten sie das Glüh-lampenwerk in der Helmholtz-straße (später Osram-Werk S).

Die kontinuierliche Verbesse-rung der Glühlampentechno-logie war nur durch das hohe

Engagement dieser Unternehmen in Forschung und Entwicklungund der engen Interaktion von Wissenschaftlern, Technikern undProzessingenieuren möglich. Der starke Anstieg der Produktions-kapazitäten für Glühlampen in Berlin und die millionenfache Her-

Askania�Plakat�von�1929�© Askania-Werke A.G., Katalog Nr. 105

Werbeplakat�für�die�Allge-meine�Elektricitäts-Gesell-schaft�AEG,�Berlin�(1888)�© DHM, Berlin/Sammlung Sachs

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stellung von Glühbirnen brachte Berlin schließlich den Titel „Stadtdes Lichts“. Nach Ende des ersten Weltkrieges fusionierten Deut-sche Gasglühlicht AG (Auer-Gesellschaft), Siemens & Halske undAEG 1919 die Berliner Glühlampenproduktion und gründeten dieOsram Werke GmbH KG, Berlin. In den 1920er und 1930er Jahrenwurden mehrere Vertriebsgesellschaften im Ausland aufgebautsowie eine Vielzahl neuer Produkte in Berlin entwickelt und vonhier aus erfolgreich in den Markt eingeführt (Bilux, Natrium-dampf-Niederdrucklampen, Quecksilberdampf-Hochdrucklam-pen, Leuchtstofflampen). 1935 kaufte Osram die Bergmann-Elek-trizitätswerke an der Seestraße in Wedding, die seit etwa 1906auch Glühlampen produzierte. Dieser Standort (Werk B) wurdenun nach und nach zur zentralen Glühlampenproduktion von Os-ram in Berlin ausgebaut, wohingegen die anderen Werke eine Zu-lieferfunktion übernahmen. Der Firmensitz verblieb bis 1945 imWerk D in Berlin-Friedrichshain. Während des Zweiten Weltkrie-ges wurden zahlreiche Produktionsstätten ausgelagert. Dennochwurden die Werke teilweise zerstört und schließlich die Reste vonsowjetischen Truppen demontiert.

Bis 1939 hatte sich eine Ansammlung der optischen und feinme-chanischen Industrie in und um Berlin mit 2.244 Unternehmenund Werkstätten und insgesamt 27.248 Menschen herausgebildet(Statistisches Amt von Groß-Berlin 1947: 11). Am Ende des Zwei-ten Weltkrieges waren jedoch 75-80 Prozent (in manchen Fällen100 Prozent) der Werkanlagen und Laboratorien der optischenund feinmechanischen Industrie in Berlin-Brandenburg zerstörtoder als Reparation abtransportiert. Die größten Optik-Unterneh-men mit Sitz in Berlin (z.B. Philips, Kodak, Zeiss Ikon, Siemens, Os-ram) verlagerten Verwaltung, Produktion und/oder Forschungund Entwicklung in den folgenden Jahren aus Berlin. Andere Un-ternehmen verschwanden auch kriegsbedingt von der Bildfläche.Viele benachbarte Industrien in Berlin teilten ein ähnliches Schick-sal und die gesamte wissenschaftliche Landschaft musste re-strukturiert werden. Als Ergebnis verlor Berlin wertvolle Ressour-cen und seine Position als eines der bedeutsamsten undinnovativsten industriellen (und optischen) Ballungszentren inDeutschland (Leupoldt 1993).

Gespaltene Entwicklung in Ost und West zwischen 1945 und1989

Die ersten Bemühungen zum Aufbau der optischen und feinme-chanischen Industrie in Berlin-Brandenburg nach dem Krieg

konnten in Ost und West nur von den noch vorhandenen Res-sourcen sowie den aus dem Krieg zurückgekehrten Menschenausgehen. In West-Berlin wurde das Osram-Werk in Wedding wie-der hergerichtet, während das frühere Stammwerk und die Fir-menzentrale im Ostteil der Stadt enteignet wurden. Aufgrund derspäteren Insellage Berlins verlagerte Osram Teile der Verwaltungund die Forschung und Entwicklung nach Bayern. Osram bekann-te sich aber explizit zu Berlin und investierte dementsprechend.1971/1972 eröffnete Osram in der Nonnendammallee in Berlin-Sie-mensstadt einen neuen modernen Produktionsstandort zur Ferti-gung von Leuchtstofflampen und Hochdruckentladungslampen.

Bei Zeiss Ikon wurde nach dem Zweiten Weltkrieg die Produktionvon Sicherheitsschlössern, Lampen und Kameras sowie von Kolo-rimetern wieder aufgebaut. Im Jahr 1948, russische Truppen blok-kierten die Zufahrtswege nach Berlin, verlagerte Zeiss Ikon jedoch den Firmensitz nach Stuttgart. Trotz widriger wirtschaftli-cher Umstände wurde das Goerzwerk in Zehlendorf wieder auf-gebaut. 1973 wurde bei Zeiss Ikon der Ausstieg aus dem Kamera-geschäft beschlossen und somit auch in Berlin aufgegeben. DerFirmensitz wurde wieder nach Berlin verlagert und im Goerzwerkkonzentrierte man sich nun auf die Weiterentwicklung desSchließanlagengeschäftes. Auch wenn die wirtschaftliche Situati-on in Berlin als „angespannt“ zu bezeichnen war und nur eine geringere Zahl von Unternehmen der optischen und feinmecha-nischen Industrie in Berlin verblieb, gelang es einigen Unterneh-men sich neu zu etablieren (z.B. Schmidt & Haensch, Steindorffund Semperlux, Berliner Glas).

Auf dem Gebiet der (optischen) Wissenschaften nahmen umfas-sende Veränderungen ihren Lauf. Die Technische Hochschule inBerlin-Charlottenburg begann nach starken Zerstörungen mitdem Wiederaufbau. Das Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik wurdenicht mehr in Berlin, sondern 1948 in Göttingen als Max-Planck-In-stitut für Physik wieder eröffnet und 1958 nach München verla-gert. Als Reaktion auf die Unterdrückung von freier Lehre, For-schung und Meinungsäußerung an der Berliner Universität imOstteil der Stadt wurde 1948 die Freie Universität in verlassenenGebäuden der Kaiser-Wilhelm Gesellschaft in Berlin-Dahlem er-öffnet. Der neue Fachbereich Physik bezog die Räume des altenKWI für Physik. Die Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTBvormals PTR) wurde in Braunschweig neu eingerichtet. In Berlinjedoch wurde eine Außenstelle wieder auf dem alten Charlotten-burger Campus eröffnet. Die Präsenz der PTB in Berlin war dannin den 1970er Jahren auch mitentscheidend dafür, dass in Berlin-West die Synchrotron Strahlungsquelle (BESSY) aufgebaut wer-den konnte.

Bereits seit den frühen 1960er Jahren bildeten sich besondereKompetenzen im Bereich der Lasertechnik heraus, später insbe-sondere bei Anwendungen in der Materialbearbeitung und Bio-Medizin (z.B. TU Berlin, FU Berlin, LMTB). Des Weiteren gehörteseit den 1970er Jahren der Bereich der optischen Datenübertra-gung (insbesondere Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, Siemens,Bundespost) zu den Schwerpunkten in West-Berlin.

Im Ostteil der Stadt wurde nach dem Krieg von der sowjetischenBesatzungsmacht eine umfassende Demontage von Industriean-lagen betrieben, eine umfangreiche Enteignungspolitik umge-

Degea�Werk�in�Berlin�© Osram AG

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setzt und Unternehmen involkseigene Betriebe über-führt. In der Wissenschaft wur-de die Berliner Universität alsHumboldt Universität 1946für den Lehrbetrieb wiederer-öffnet. Die naturwissenschaft-liche Forschung wurde in derAkademie der Wissenschaften(AdW) konzentriert und zu-nehmend in Berlin-Adlershofangesiedelt. Zu den bedeutsa-men optikrelevanten Institu-ten, die zu Zentren der Optik-

und Laserforschung in der DDR wurden, gehörten z.B. das Zen-tralinstitut für Elektronenphysik (ZIE) und das Zentralinstitut fürOptik und Spektroskopie (ZOS). Während sich das ZOS zum Zen-trum für die (Kurzpuls-)Laser- und Spektroskopieforschung in Ost-deutschland entwickelte, konzentrierte sich das ZIE auf GaAs-und Si-Elektronik. Das Zentrum für wissenschaftlichen Gerätebau(ZWG) der AdW wurde 1963 in Berlin-Adlershof angesiedelt. Eshatte eine Monopolstellung bei der Ausrüstung der wissenschaft-lichen Gruppen – z.B. in weiten Bereichen der Optik- und Rönt-gentechnologieforschung – in der DDR inne. 1989 arbeitetenrund 5.600 Menschen für die AdW in Berlin-Adlershof.

Auf der Seite der Optik-Industrie in Ost-Berlin können zwei Bei-spiele die Entwicklung illustrieren. Nach 1945 wurde das ehe-malige AEG Oberspree-Werk in Berlin-Oberschöneweide wiederaufgebaut und die Produktion von (Radio-)Röhren wieder aufge-nommen. In den 1960ern, 1970ern und 1980ern wurde das Pro-duktionsportfolio erheblich erweitert und umschloss schließlichauch Siliziumdioden, Licht emittierende Dioden (LEDs), Photo-dioden, Phototransistoren, optoelektronische Koppler, Flüssigkri-stallanzeigen (LCDs) und Farbfernsehröhren. Bis 1989 waren imOberspree-Werk bis zu 9.000 Mitarbeiter in der Produktion von(Fernsehbild-)Röhren und Halbleitern beschäftigt. Das Ost-Berli-ner Osram Werk und der Osram Firmensitz in Berlin-Friedrichs-hain (Werk D) wurden 1945 enteignet und in das VEB BerlinerGlühlampenwerk „Rosa Luxemburg“ transferiert und die Produk-tion von Lampen wurde wieder aufgenommen. 1969 wurde dasWerk mit den Lampenwerken in Plauen, Oberweißbach, Brand-

Erbisdorf und Tambach-Diet-harz zum Narva Kombinat zusammengeschlossen. Bis1989 arbeiteten etwa 5.000Beschäftigte in der Produkti-on von Leuchtmitteln in Ber-lin-Friedrichshain.

Hauptgebäude�der�Ratheno-wer�Optischen�Werke�nach1945,�vor�1945�Firma�Nitsche&�Günther�© Kulturzentrum Rathenow/ Optikindustriemuseum

In Rathenow, der „Stadt der Optik“ behinderten die immensenZerstörungen, Reparationen und der Mangel an qualifizierten Mit-

arbeiten in den ersten Nachkriegsjahren erheblich den Wieder-aufbau der optischen Industrie. Die Optik-Unternehmen in derStadt wurden nach und nach enteignet und im VEB RathenowerOptische Werke (ROW) zusammengefasst, der 1966 Teil des Carl-Zeiss-Jena Kombinats wurde. Bis zur Wende waren in Rathenowcirca 4.420 Menschen in der Produktion insbesondere von Brillenbeschäftigt.

Phoenix aus der Asche

Nach 1989 durchlebte das Feld der Optischen Technologien er-neut eine umfassende Transformation. Während die Entwicklungdes Feldes im Westteil der Stadt eher graduell ablief und somit ei-ne gewisse Stabilität ausstrahlte, wurden die meisten Ost-Berlinerund Brandenburger Unternehmen und Forschungseinrichtungengeschlossen, verkauft oder zumindest in ihrer Größe erheblich re-duziert. Was für die persönliche Situation des Einzelnen in vielenFällen mit Arbeitslosigkeit und beruflicher Neuorientierung ver-bunden war, kann in der Rückschau auch als ein Segen für die Re-gion interpretiert werden. So wurden insbesondere in Adlershofeine Vielzahl und Vielfalt neuer Optikunternehmen gegründet,die einen Ausgangspunkt für die dynamische Entwicklung, wiewir sie heute erfahren, bildeten. Zu dieser Entwicklung hat die Ent-scheidung des Berliner Senats beigetragen, in Adlershof eineStadt der Wissenschaft und Wirtschaft aufzubauen. Die AdW-Nachfolgeeinrichtungen wie z.B. Max-Born-Institut und Ferdi-nand-Braun-Institut wurden ebenfalls in Adlershof eingerichtetund beschäftigten teilweise Experten und Fachgruppen aus derehemaligen AdW. BESSY II wurde in Adlershof aufgebaut und umdie Jahrtausendwende die naturwissenschaftlichen Institute derHumboldt Universität hierher verlagert, sodass sich eine einmali-ge und effiziente Ballung an wissenschaftlichen Einrichtungenund innovativen Unternehmen ergeben hat.

Narva-Turm,�errichtet�1906-1912�für�die�Deutsche�GasglühlichtAG�(Auer-Gesellschaft),�später�Sitz�der�GlühlampenherstellerOsram�und�Narva�© Frank Wolfrum

Einfacher�Rubin-Laser,�1961�© TU Berlin

4.1 Adlershof

24

Gebündelt und verdichtet – Optische Technologienund Mikrosystemtechnik in Berlin AdlershofHubert Beyerle, Jörg Israel, Bernd Ludwig

425 Technologieunternehmen. Fast 5.000 Beschäftigte. Dazu dieForschung: Die naturwissenschaftlichen Institute der Humboldt-Universität zu Berlin sowie elf außeruniversitäre Institute mit ins-gesamt 2.700 Wissenschaftlern. Und über 7.800 Studierende. Dasist der Wissenschafts- und Technologiepark Berlin Adlershof – eineinzigartiger Mix aus Wissenschaft, Gründerszene und Hochtech-nologieproduktion, wie es ihn wohl sonst nirgendwo in Deutsch-land gibt.

Ein Standort mit Tradition – überführt in eine neue Zeit

Als Wissenschafts- und Technologiestandort hat Adlershof einelange Tradition, die bis weit vor die Zeit des Zweiten Weltkriegs zu-rückreicht. Zu Zeiten der Deutschen Teilung hatte hier die Akade-mie der Wissenschaften (AdW) der DDR ihren Sitz – und bereitsdamals fand hier Forschung auf internationalem Spitzenniveaustatt. Aus Adlershof kamen weltweit anerkannte Ergebnisse zu Ul-trakurzimpuls-Lasern, der zeitaufgelösten optischen Spektrosko-pie oder in der Weltraumdiagnostik. Sowjetische Weltraum-Mis-sionen umkreisten die Erde mit Multispektralkameras, die inBerlin entwickelt worden waren und deren Urenkel sich immernoch in Sonden wie der Mars Express finden.

Nach der Wende galt es, diese Infrastruktur ins vereinigteDeutschland zu überführen. Institutionen wie die Leibniz-Ge-meinschaft und die Helmholtz-Gemeinschaft übernehmen dieehemaligen Institute der Akademie in ihre Trägerschaft, außer-dem sehen ehemalige Mitarbeiter ihre Chance und wagen denSchritt in die Selbstständigkeit. Die rund 60 Unternehmen, diekurz nach der Wende entstehen, werden zur Keimzelle des heuti-gen Standorts. Auch der Berliner Senat sieht das Potenzial und be-schließt die Schaffung der „integrierten Landschaft aus Wissen-schaft und Wirtschaft Adlershof“ – mit dem klar formulierten Ziel,Synergien zwischen Forschung und Industrie zu fördern und Struk-turen zu schaffen, die es erlauben, wissenschaftliche Erkenntnis-se möglichst schnell in vermarktbare Produkte umzusetzen.

Luftaufnahme�des�Photonikzentrums�in�Adlershof�© WISTA Management GmbH

Mehr als die Summe der einzelnen Teile – Forschungseinrich-tungen und Unternehmen in Adlershof

Ein wichtiger Baustein für die Vernetzung und die schnelle Um-setzung von Forschungsergebnissen in die Praxis sind die Tech-nologiezentren, die im Zuge des Aufbaus des Technologieparks inAdlershof entstehen, teils in sanierten Altbauten, teils in Neu-bauten mit spektakulärer Architektur.

Den Anfang macht 1991 das Innovations- und GründerZentrum(IGZ). Es folgten Zentren für Photonik und Optische Technologien,für Umwelt-, Bio- und Energietechnologie, für Informations- undMedientechnologie und schließlich das Zentrum für Material-und Mikrosystemtechnologie, das im Jahr 2011 eröffnet wurde.Hinzu kommen das Internationale Gründerzentrum (Ost-West-Zentrum OWZ) für Unternehmer aus Mittel- und Osteuropa sowiedas noch im Bau befindliche Zentrum für Photovoltaik.

Gebäude�des�Photonikzentrums�© WISTA Management GmbH

Die Zentren bieten Unternehmen Büro- und Werkstattflächen,Reinräume und hochspezialisierte Laborflächen – und damit Platzfür die Herstellung innovativer Produkte. So umfasst allein dasZentrum für Photonik und Optische Technologien sechs Gebäudemit rund 19.500 Quadratmeter Labor-, Hallen und Bürofläche.Heute entstehen hier unter anderem Messeinrichtungen für dieOberflächenanalyse, die etwa in der Solarindustrie eingesetztwerden, Lasersysteme höchster Brillanz als Verstärker für die op-tische Datenkommunikation oder Endoskope für den Einsatz inder Medizintechnik. Hier werden aus Wissenschaft Produkte fürein besseres Leben.

Aus der Forschung schnell in die Produktion

Beispiele dafür, dass die Überführung von Forschungserkenntnis-sen in konkrete Produkte in Adlershof funktioniert, gibt es inzwi-schen in Hülle und Fülle. Eins davon ist eagleyard Photonics. Das

4.1 Adlershof

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Unternehmen stellt Gallium-Arsenid-Laserdioden her. DieseHochleistungslaserdioden werden in den unterschiedlichsten Be-reichen verwendet, etwa bei der Bekämpfung von Parodontoseoder als Lampe für leistungsstarke Miniprojektoren. Aufsehen er-regte eagleyard, als das Unternehmen eine Laserdiode vorstellte,die grünes Licht emittiert. Damit schloss man eine Lücke, die esbis dahin unmöglich gemacht hatte, Beamer auf Laserbasis her-zustellen.

Das Know-how, mit dem eagleyard ins Leben gerufen wurde,stammt aus dem ebenfalls in Adlershof ansässigen Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH).Die Einrichtung mit 230 Mitarbeitern ist eines der führenden In-stitute für anwendungsorientierte und industrienahe Forschungin der Mikrowellen- und Optoelektronik in Europa. Bis heute ar-beiten eagleyard und das FBH eng zusammen.

Außerdem motiviert die enge Vernetzung im Technologieparkauch immer mehr auswärtige und internationale Unternehmen,sich am Standort niederzulassen. Jenoptik Diode Lab etwa. DasUnternehmen ist eine Tochtergesellschaft der Jenoptik AG – undgleichzeitig ein Spin-Off des FBH. Diode Lab ist spezialisiert aufdie Fertigung von hochwertigem Halbleitermaterial, das für dieEntwicklung und die Fertigung von Hochleistungsdiodenlaserneingesetzt wird. Weil man auch hier Wert auf räumliche Nähe legt,wurde die Fertigung in Adlershof angesiedelt – ein Beispiel dafür,wie Forschung Arbeitsplätze im produzierenden Gewerbe nachsich ziehen kann.

Die�Fassade�am�Laborbau�des�Ferdinand-Braun-Instituts�mit�CIS-Solarmodulen�der�Firma�Soltecture© FBH/P. Immerz

Und schließlich sind die jungen Adlershofer Firmen auch als Kauf-objekte internationaler Konzerne interessant. So entstand das aufRöntgenanalytik spezialisierte Unternehmen Röntec ebenfallsaus dem Know-how der einstigen AdW der DDR. Inzwischen ge-hört es als Bruker Nano zum Analytik-Weltkonzern Bruker – seitdem Kauf hat es seinen Umsatz verdreifacht.

Eine andere Akademieausgründung ist die LTB Lasertechnik Ber-lin GmbH, neben dem Engagement in der Krebs-Früherkennung

Umsatz�der�Unternehmen�der�Optischen�Technologien�und�derMikrosystemtechnik�in�Adlershof�Quelle: WISTA Management GmbH

4.1 Adlershof

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inzwischen einer der führenden Hersteller von Kurzpulslasern.Die Technologie wurde im Anschluss an ein gemeinsames Projektmit dem Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeit-spektroskopie (MBI) entwickelt, einem weiteren Adlershofer In-stitut mit Weltruf.

Das Licht – eine Adlershofer Kernkompetenz

Optik und Photonik haben in Berlin eine lange Tradition. In der„Stadt des Lichts“ forschten Max Planck und Albert Einstein. Hiergründeten Emil Rathenau und Wernher von Siemens ihre Welt-konzerne AEG und Siemens. So ist es nur folgerichtig, dass die op-tischen Technologien auch in Adlershof einen der wichtigsten Be-reiche bilden. Gut 60 Firmen arbeiten im Wissenschafts- undTechnologiepark Adlershof auf diesem Gebiet. Sie erwirtschafte-ten im Jahr 2010 einen Umsatz von mehr als 170 Millionen Euro.

Zu ihnen gehören hochinnovative Unternehmen wie etwa Optri-con, deren neuer optischer Reader für Protein-Teststreifen denzurzeit einzigen quantitativen Herzinfarkt-Test der Welt ermög-licht. Oder Limmer Laser, wo man Laser für medizinische undzahnmedizinische Anwendungen entwickelt und produziert – et-wa den Diolas LFD 3000, der als erster medizinischer Laser diewichtigsten urologischen Therapieverfahren in einem Gerät ver-einigt.

Rund 1.000 Menschen arbeiten in Adlershof in der Photonik. Wierobust und dynamisch der Bereich aufgestellt ist, lässt sich auchdaran ablesen, dass die Zahl der Beschäftigten während der Fi-nanzkrise konstant gehalten werden konnte. Und daran, dass der

Umsatz der Firmen seit Ende der Krise rasant steigt. Von 2009 auf2010 wuchs er von rund 130 auf mehr als 170 Millionen Euro, eineSteigerung um mehr als 30 Prozent innerhalb eines Jahres.

An der Schnittstelle – Mikrosystemtechnik, Analytik und Ge-rätebau

Wo wie in Adlershof die Bereiche IT und optische Technologienstark vertreten sind, da ergeben sich auch gute Arbeitsbedingun-gen für diejenigen, die an der Schnittstelle zwischen den Berei-chen aktiv sind. Etwa in der Mikrosystemtechnik, die sich amStandort unter anderem damit befasst, optische in elektronischeSignale umzuwandeln und damit ein Beispiel dafür ist, wie in denwissenschaftlichen Institutionen entwickelte Verfahren in inte-grierte Systeme verwandelt werden.

Als Spin-Off des Halbleiter-Konzerns Infineon arbeitet seit demJahr 2000 etwa die AEMtec in Adlershof und hat sich in dieser Zeitzu einem führenden Anbieter von optischen und elektronischenMulti-Chip-Modulen entwickelt. Man übersetzt mit rund 120 Mit-arbeitern Ideen in Prototypen und Serienbauteile. Um den Be-reich Mikrosystemtechnik noch weiter zu stärken, wurde in Ad-lershof auch ein entsprechendes Technologiezentrum projektiert,das im Sommer 2011 als bisher jüngstes Zentrum eröffnet wurde.

Das Technologiezentrum für Mikrosysteme und Materialien(ZMM) bietet rund 7.500 Quadratmeter Reinraum-, Labor-, Werk-statt- und Büroflächen – Platz genug für mehr als 20 Unterneh-men mit insgesamt rund 200 Mitarbeitern. Um für junge Unter-nehmen die Einstandsinvestitionen gering zu halten, bietet man

Anzahl�der�Beschäftigten�in�Unternehmen�der�Optischen�Tech-nologien�und�der�Mikrosystemtechnik�in�Adlershof�Quelle: WISTA Management GmbH

4.1 Adlershof

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hoch ausgerüstete Flächen, teilweise inklusive Laborausstattungund einen gemeinsam nutzbaren Konferenzraum. In den Laborenstehen Digestorien, Be- und Entlüftung, Klimatisierung sowiemehrere Gasleitungsnetze für Reinstgase und Druckluft zur Ver-fügung. Bereits an den ersten Mietern lässt sich die internationa-le Ausrichtung des Standorts Adlershof erkennen. Sie kommenunter anderem aus den USA, Norwegen und Israel.

Zentrum�für�Mikrosysteme�und�Materialien�(ZMM)�© WISTA Management GmbH

Historisch bedingt – und angesichts der hohen Dichte von wis-senschaftlichen Einrichtungen und forschungsorientierten Unter-nehmen ebenfalls nur logisch – ist, dass auch die Bereiche Mess-technik und wissenschaftlicher Gerätebau für den Standort einenicht zu vernachlässigende Rolle spielen. Schon zu DDR-Zeitenwar Adlershof das Zentrum des östlichen Teils Deutschlands fürden Bau wissenschaftlicher Messgeräte und Vorrichtungen. Rund1.700 Mitarbeiter entwickelten und fertigten hier Messtechnik. Ei-ne Tradition, die sich der Standort bewahrt hat. So spielen spek-troskopische Verfahren weiterhin eine große Rolle, das Leibniz-In-stitut für analytische Wissenschaften (ISAS) forscht in Adlershofan neuen Messprinzipien und -verfahren. Auch die Bundesanstaltfür Materialforschung und -prüfung sowie die Physikalisch-Tech-nische Bundesanstalt unterhalten Dependancen.

Darüber hinaus schaffen neue Branchen auch neue Bedarfe, dieebenfalls vor Ort befriedigt werden. Beispiel hierfür ist SentechInstruments. Das Unternehmen baut Messinstrumente zurSchichtdickenmessung, die zunächst in der Halbleiterindustrieeingesetzt wurden. Seit Erstarken der Photovoltaik-Industriesteht nun auch neben PV-Produktionslinien ein Instrument zurQualitätskontrolle von Sentech zur Verfügung.

Tue Gutes und rede darüber – Vernetzung ist kein Zufall

Wie entsteht ein Standort, an dem alle miteinander arbeiten undgemeinsam ihre Kompetenzen einbringen, um neue Verfahrenund Produkte zu finden? In Adlershof ist es ein Mix aus Standort-management und Brancheninitiativen, die daran arbeiten, die ein-zelnen Akteure miteinander ins Gespräch zu bringen und die Mar-ke Adlershof leuchten zu lassen. Dazu dienen unter anderem vomStandortmanagement organisierte gemeinschaftliche AuftritteAdlershofer Unternehmen und Institute auf internationalen Mes-sen. So ist Adlershof seit vielen Jahren mit einem Gemeinschafts-

stand auf der Photonics West vertreten, der internationalen Optik-Leitmesse in San Francisco oder auch auf der Laser – World ofPhotonics in München. Außerdem finden sich viele AdlershoferUnternehmen alle zwei Jahre auf der hier entstandenen Messe La-ser Optics Berlin ein, die inzwischen aus Platzgründen unter demFunkturm am ICC stattfindet und nun von Messe Berlin weiter-entwickelt wird. Andere Veranstaltungen organisiert man gleichselbst. Etwa die 2006 gestartete Photonics Summer School, dieStudenten, Berufsanfängern und anderen Interessierten weltweitmit Fachvorträgen und Workshops die Kompetenz des CampusBerlin Adlershof demonstriert. Ausgerichtet wird sie gemein-sam von der Adlershof-Betreibergesellschaft WISTA und der Berliner Humboldt-Universität. Zu den Organisatoren gehörtebenfalls der Berlin-Brandenburger Optik-Branchenverband OpTecBB. Außerdem fördert der Verband mit Informationen undweiteren Veranstaltungen den Informationsaustausch zwischenden Akteuren der Region – und ist mit seiner Geschäftsstelleebenfalls in Adlershof vertreten.

Adlershof will weiter dynamisch wachsen

In den gut 20 Jahren seines Bestehens hat sich der Forschungs-und Technologiepark Adlershof zu einer einzigartigen Erfolgsge-schichte entwickelt. Heute arbeiten in Adlershof mehr Menschenals zu den Hochzeiten der DDR-Forschung. Und das wird bei wei-tem noch nicht das Ende sein: Bis 2020 soll sich die Zahl der Be-schäftigten noch einmal verdoppeln. Forschung, Wissenschaftund die Nähe zu denjenigen, die Ideen in Produkte umsetzen kön-nen, werden weiter der Schlüssel dafür sein.

Innenansicht�des�ZMM�© WISTA Management GmbH

Kontakt:Dr. Bernd LudwigLeiter Zentrum für Photonik und OptikTel.: 030 / 6392 2252E-Mail: b.ludwig@wista.de

Jörg IsraelLeiter Zentrum für Mikrosysteme und MaterialienTel:: 030 / 6392 2216E-Mail: israel@wista.de

WISTA Management GmbHwww.adlershof.de

4.2 Humboldthain

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Hightech im Berliner WeddingManfred Gutzmer

Der im Zentrum Berlins gelegene Technologie-Park Humboldt-hain mit seinen ca. 320.000 m² Nutzfläche ist eng verbunden mitder Geschichte der Elektroindustrie in Deutschland. An diesemStandort befanden sich seit Beginn des 20. Jahrhunderts die be-deutendsten Fabrikationsstätten der AEG, die mit ihren rich-tungsweisenden Produkten und Technologien neben der SiemensAG einer der wesentlichen Akteure von Elektropolis war. DieserForscher- und Entwicklungsgeist der frühen Industrialisierungs-periode ist auch heute, mehr als einhundert Jahre später, deutlichin den Unternehmen und Forschungseinrichtungen am Hum-boldthain spürbar.

Alte�Werkshallen�der�AEG�auf�dem�Gelände�des�Technologie-und�Innovationspark�Berlin�(TIB)�© Manfred Gutzmer

In den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde im Gebiet das er-ste deutsche Gründerzentrum (BIG) eingerichtet und aus einerSymbiose mit der Technischen Universität Berlin hervorgehendentstand der erste Technologie- und Innovationspark Deutsch-lands (TIB). Befruchtet von Forschungs- und Entwicklungsergeb-nissen, Gründerideen und Produkten innovativer Unternehmenhaben sich am Standort nahezu 170 Unternehmen niedergelassenund stehen so zusammen mit über 30 Instituten und Fachgebie-ten der TU Berlin sowie dem Fraunhofer IZM für einen integrier-ten Wissenschafts-, Forschungs- und Wirtschaftsstandort.

Neben den Branchen Automotive (TU Berlin, Pierburg GmbH, Ta-kata-Petri AG, airsight GmbH oder IAT Ingenieurgesellschaft fürAutomobiltechnik mbH), Werkzeug- und Sondermaschinenbau,Automationstechnik (pi4_robotics GmbH, Specs Surface NanoAnalysis GmbH, IBIA GmbH, JKES GmbH oder Yacoub AutomationGmbH), Biotechnologie und Analytik (Organo Balance GmbH, TUBerlin, Argos Control Warenprüfung GmbH, NIRx MedizintechnikGmbH), Bauphysik und -forschung, Umwelttechnologien (AkutUmweltschutz, Amovis GmbH, Toni Technik BaustoffprüfsystemeGmbH, Invensor GmbH, Synlift Systems GmbH, RCI GmbH, Ca-meris, a.v.e., A-IG Barske, TU Berlin – Institut für Bauingenieur-

wesen) bilden Unternehmen und Forschungseinrichtungen imSegment Optische Technologien und Mikrosystemtechnik (TUBerlin, imc Meßsysteme GmbH, SysCom electronic GmbH, mks in-struments, astex GmbH, LCE Lang Engineering, Radove GmbHoder Carl Zeiss MicroImaging GmbH) einen innovativen und weitüber den Standort hinausgehenden Schwerpunkt mit zum Teilweltweitem Vernetzungs- und Vertriebssystem. Stellvertretendfür die Kompetenz und das Know-how im Technologie-Park Hum-boldthain werden folgende fünf Unternehmen vorgestellt:

Die Specs Surface Nano Analysis GmbH betreibt am StandortHumboldthain die Entwicklung, Herstellung und den weltweitenVertrieb von Hard- und Software für die Oberflächenanalytik und-mikroskopie mit den Anwendungsfeldern der physikalischen For-schung, der Mikroelektronik, der Nanotechnologie sowie der che-misch-technischen Materialentwicklung.

Endjustage�eines�Höchstpräzisions-Probenmanipulators�© Specs Surface Nano Analysis GmbH

Der Fokus der pi4_robotics GmbH liegt auf optischer Inspektionund Robotik – beides in Kombination schafft neue Möglichkeitenfür die Automatisierung. Seit Jahren ist pi4 ein führender Anbie-ter von Prüf- und Robotiksystemen für viele Branchen, insbeson-dere für die Solar-, Glas- und Kunststoffindustrie. Die gesamte Fertigungstiefe, von der Forschung und Entwicklung bis hin zuschlüsselfertigen Systemen, findet man am Firmenstandort aufdem Gelände des TIB. Das besondere Highlight des Unter-nehmens ist der humanoide, siebenachsige Industrieroboterpi4_workerbot, der vielfältige Montage- und Prüfaufgaben über-nehmen kann.

Die Digalog Industrie-Mikroelektronik GmbH entwickelt, produ-ziert und liefert konfigurierbare Bus-Baugruppen (Europaformat),Steuerungssysteme, Feldbus-Produkte und flexible Operatorpa-

4.2 Humboldthain

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nele HMI (human machine interface) inklusive Echtzeit-Entwick-lungs- und Inbetriebnahmesoftware für den Serieneinsatz in Au-tomationsprojekten per OEM-Geschäft an die Maschinen-, Anla-gen- und Geräteindustrie.

Industrieroboter�pi4_workerbot�© pi4_robotics GmbH

Die Isios GmbH bietet Produkte und Dienstleistungen für den Ein-satz von Robotern in Bereichen mit höchsten Genauigkeitsanfor-derungen. Kernkompetenzen sind die Entwicklung von Softwareund Sensorik zur Genauigkeitssteigerung, Optimierung undSteuerung von Industrierobotern sowie zur Qualitätssicherungund Fertigungsüberwachung. Das aktuelle Kernprodukt iSiOS istein berührungsloses laser-basiertes Metrologiesystem zur Robo-

terkalibrierung, Arbeitszellenkalibrierung bzw. 6D-Objekt-Ver-messung. iSiOS ermöglicht mittels qualitativ neuer Technologieerstmalig eine kontinuierliche, produktionsbegleitende Maximie-rung der Absolutgenauigkeit von Robotern am Einsatzort bei mi-nimalem Aufwand und höchster Kosteneffizienz.

Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration(IZM) unterstützt Firmen beim zuverlässigem Packaging elektro-nischer Produkte (auch Electronic Packaging oder Aufbau- undVerbindungstechnik genannt) und der funktionalen Integrationvon Elektronik in Produkte und Prozesse, etwa in Implantate, Ge-triebedichtringe, Gewebe etc. (Systemintegration). Am 26.10.2011wurde das Fraunhofer IZM für die Entwicklung einer Minikameraals einer der Preisträger im Wettbewerb „365 Orte im Land derIdeen“ ausgezeichnet. Die vom IZM zusammen mit dem Unter-nehmen Awaiba entwickelte Minikamera erreicht durch eine besondere Technologie eine Auflösung von 62.500 Pixel. Die Ka-mera selbst ist mit einem Kubikmillimeter kleiner als ein Steckna-delkopf. Zum Einsatz kommt sie beispielsweise in der Medizin, alsAufbautechnik für die Endoskopie-Diagnostik.

Kontakt:Stefan DubeKoordinierungsbüro Technologie-Park Humboldthain TPHTel.: 030 / 467 76 330 31 E-Mail: innopark-humboldthain@t-online.de

Labor�des�Fraunhofer-Instituts�für�Zuverlässigkeit�und�Mikroin-tegration�(IZM)�© Fraunhofer IZM

4.3 Schöneweide

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Schöneweide – eine traditionsreiche Industrieregionim UmbruchHelge Neumann

Die Entwicklung von Schöneweide wurde geprägt durch die AEG,einst das größte deutsche Unternehmen. Sie prägte das Gesichtdieser industriellen Berliner Region, wovon noch heute zahlrei-che Bauwerke eindrucksvolles Zeugnis ablegen – Hinterlassen-schaften einer Zeit, in der Berlin größte deutsche Industriestadtund die große deutsche „Elektropolis“ war.

Nach Ende des Zweiten Weltkrieges und in der Zeit der DDR kon-zentrierten sich im Osten Berlins die führenden Betriebe der elek-trotechnischen und elektronischen Industrie wie das KabelwerkOberspree (KWO), das Transformatorenwerk Oberspree (TRO)und das Werk für Fernsehelektronik (WF) im Raum Oberschöne-weide und knüpften damit an die frühere AEG-Tradition an.

Gegen Ende der DDR kam es immer stärker zu Überalterungender industriellen Anlagen – auch in der Industrieregion Schöne-weide. Nach der Wende vollzog sich hier in kürzester Zeit einstruktureller Wandel – die Industrie nach altem Muster ver-schwand und mit ihr über 25.000 Arbeitsplätze. Viele Betriebewurden geschrumpft oder geschlossen. Know-how und qualifi-zierte Arbeitskräfte wanderten ab. Schönweide wurde zu einerProblemregion.

Campus�Wilhelminenhof�der�HTW© vitamin a design, Andrea Jaschinski, 2009

Trotz des dramatischen Niedergangs konnten durch das unter-nehmerische Engagement von Ingenieuren, Technikern und Wis-senschaftlern wirtschaftliche Bereiche erhalten und neue mittel-ständische Strukturen aus den alten Industriekernen – vor allemaus der Konkurs- bzw. Restmasse von WF, KWO und TRO – aufge-baut werden. Das betrifft vor allem Technologiefelder wie Ma-schinenbau, Elektrotechnik, Energiewirtschaft, aber auch die Optischen Technologien und die Mikrosystemtechnik. Heute be-findet sich die Region im Umbruch, erste Erfolge sind sichtbar.Ein modernes Technologie- und Gründerzentrum, das TGS Spree-knie, wurde aufgebaut.

Auf dem ehemaligen AEG-Gelände an der Wilhelminenhofstraßehaben die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) und mitihr inzwischen etwa 8.000 Studenten eine neue Heimat gefun-den. Aus Karlshorst sind vor allem die Studiengänge Gestaltung,Ingenieurwissenschaften, Angewandte Informatik, Internationa-le Medieninformatik, Wirtschaftskommunikation und Wirtschafts-ingenieurwesen in das Industriegeiet des ehemaligen KWO gezo-gen.

Das Gründungspotenzial ist in den letzten Jahren deutlich ge-wachsen. Zwischen der HTW und den angesiedelten Unterneh-men haben sich bereits interessante Kooperationslinien her-ausgebildet, es bestehen gute Aussichten für die Gewinnungqualifizierter Arbeitskräfte.

Stammsitz�der�First�Sensor�AG�in�Berlin�Oberschöneweide�© First Sensor AG

Schöneweide hat das Potenzial für einen Zukunftsstandort: Esliegt verkehrsgünstig im zukünftigen „Flughafenkorridor“ zwi-schen Schönefeld und der Innenstadt und in unmittelbarer Nähevon Adlershof – einem jetzt schon führenden Wissenschafts- undTechnologiepark in Europa. Umfangreiche Sanierungen haben ei-nige architektonisch reizvolle, preisgünstige Tupfer im Wohnum-feld und bei Gewerbeimmobilien gesetzt – zum Teil in direkterSpree-Wasserlage. Zu den inzwischen bekannten Unternehmenim Bereich Optische Technologien und Mikrosystemtechnik zäh-len Berlin Oberspree Sondermaschinenbau, die Sensorikunter-nehmen iris und First Sensor, der Laserhersteller CryLaS, der Kom-ponentenentwickler Crystal oder Leoni Fiber Optics.

Kontakt:Dr. Helge NeumannRegionalmanager OberschöneweideWISTA Management GmbHTel.: 030 / 5304 1110E-Mail: helge@wista.de

4.4 Teltowkanal

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Optische Technologien am Industriestandort TeltowkanalAndreas Feldo

Technologiezentrum�Teltow�© Technologiezentrum Teltow GmbH

Der Industriestandort rund um den Teltowkanal, welcher insbe-sondere die Kommunen Teltow, Kleinmachnow und Stahnsdorfumfasst, liegt direkt an der südlichen Stadtgrenze von Berlin undnur ca. 15 km östlich von Potsdam. Aufgrund der Nahtstelle zwi-schen Berlin und Brandenburg besitzt der Standort für die Haupt-stadtregion einen hohen Stellenwert. Die Region um die drei Kom-munen gehört zu den leistungsstärksten Regionen des LandesBrandenburg und bildet einen Standort für innovative Technolo-gien. Besondere Schwerpunkte bilden hierbei die Biotechnologie,die Medizintechnik und die Optischen Technologien.

Neben der unmittelbaren Nähe zur Hauptstadt Berlin und derLandeshauptstadt Potsdam sorgen insbesondere die gut er-schlossenen Gewerbegebiete für eine hohe Standortqualität. DasTechno Terrain Teltow, das Technologiezentrum Teltow, der GreenPark Stahnsdorf und der Europarc Dreilinden bieten den ansässi-gen Unternehmen und Neuansiedlungen ausgezeichnete Stand-ortbedingungen.

Im Techno Terrain Teltow haben sich über 200 Betriebe mit etwa7.000 Beschäftigten angesiedelt. Mit über 600.000 m² Grundflä-che ist das Techno Terrain Teltow der größte innerstädtische Büro-und Gewerbepark der Bundesrepublik Deutschland.

Das Technologiezentrum Teltow unterstützt innovative Unterneh-men in der Gründungsphase, indem es an die Bedürfnisse an-gepassten Gewerberaum und Existenzgründungsberatungen an-bietet. Der Green Park Stahnsdorf beheimatet über 70 Unterneh-men, darunter mit der Stahnsdorfer Niederlassung der NewportSpectra-Physics GmbH und der Highyag GmbH zwei führende Un-ternehmen der Lasertechnologien.

Eine Vielzahl weiterer Unternehmen, die der Branche der Opti-schen Technologien zuzuordnen sind, nutzen ebenfalls den Indu-striestandort am Teltowkanal. Darunter befinden sich unter ande-rem die Adlares GmbH, Epcos AG, BioAnalyt GmbH, Elight LaserSystems GmbH, escotec Lasertechnik GmbH, GFMesstechnikGmbH, Q-mo solar AG und SMI SensoMotoric Instruments GmbH.

Das wissenschaftliche Potenzial der Region wird insbesonderedurch den Forschungsstandort Teltow-Seehof sichtbar. Dieser be-heimatet das GKSS-Forschungszentrum und das IDM Institut fürDünnschichttechnologie und Mikrosensorik.

Im Bereich der Optischen Technologien wird die Clusterbildungdurch das Kooperationsnetzwerk PhotonikBB forciert. Das Netz-werk umfasst 30 Unternehmen und Forschungseinrichtungen.PhotonikBB versteht sich als Vernetzungs- und Fachkoordinie-rungsstelle von Wirtschaft und Forschung für die Optik in Bran-denburg und Berlin. Das Zusammenführen von Kompetenzen unddie gezielte Zusammenarbeit von Wirtschaft und Wissenschaftführen zur regionalen Wertschöpfung und zur Erschließung dervorhandenen Potenziale. Die folgenden Innovationsfelder bildendie Schwerpunkte der Netzwerktätigkeit:

• Anwendungen in der Photovoltaik

• Angewandte Lasertechnik

• Messtechnik und Sensorik

• Photonische Komponenten

Das Netzwerk PhotonikBB wird vom Ministerium für Wirtschaftund Europaangelegenheiten des Landes Brandenburg im Rahmender Gemeinschaftsaufgabe „Verbesserung der regionalen Wirt-schaftsstruktur“ (GRW) aus Mitteln des Bundes und des LandesBrandenburg gefördert.

Kontakt:Andreas FeldoPhotonikBB e.V.Tel.: 03328 / 430230E-Mail: info@photonik-bb.de

4.5 Potsdam-Golm

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Spitzenforschung und Innovation im Wissenschaftspark Potsdam-GolmThomas Ritschel

Golm, eine ehemals kleine Gemeinde westlich von Potsdam undder Öffentlichkeit früher eher als Namensgeber für das nahe ge-legene Landschaftsschutzgebiet „Golmer Luch“ bekannt, hat sichim vergangenen Jahrzehnt zum wohl größten Wissenschafts-standort des Landes Brandenburg entwickelt. Der Wissenschafts-park Potsdam-Golm beherbergt auf einer Gesamtfläche von etwa50 Hektar mehrere Institute der größten deutschen Forschungs-gesellschaften und der Universität Potsdam, aber auch for-schungsnahes Gewerbe in Gründungsprojekten und in kleinenund mittleren Unternehmen. Derzeit arbeiten hier etwa 2.500 Be-schäftigte, davon ca. 2.000 Wissenschaftler. Hinzu kommen nochmehr als 8.000 Studierende.

Ein angenehmes Arbeitsumfeld, hohe Lebensqualität in der Kul-tur- und Wissenschaftsstadt Potsdam und eine ausgeprägte Fami-lienfreundlichkeit zeichnen den Standort aus. Ein professionellesStandortmanagement fördert die Entwicklung des Wissenschafts-parks durch gezielten Ausbau der Infrastruktur und bündelt dieKräfte und Interessen aller ansässigen Institutionen und Unter-nehmen. Für den Wissenschaftspark Golm gilt das Prinzip der kur-zen Wege: Alles ist in wenigen Minuten zu Fuß zu erreichen. Diesfördert unmittelbar den Transfer von Wissen und Ressourcen undbietet beste Voraussetzungen für Synergien und interdisziplinäreProjekte.

Übersicht�vom�Wissenschaftspark�Golm�© Standortmanagement Golm gemeinnützige GmbH

Optische Technologien und in zunehmendem Maße auch die Mi-krosystemtechnik stellen eines der wichtigsten Forschungs- undEntwicklungsfelder in Golm dar. Zu den wesentlichen Kernberei-chen zählen in erster Linie die Materialforschung auf dem Gebietder optischen und photosensitiven Polymere sowie die Entwick-lung von Verarbeitungsstrategien für optische Materialien undFunktionselemente. Optischen Methoden kommt aber auch ver-mehrt in den so genannten „Life Sciences“ und in der Nanotech-nologie eine große Bedeutung zu. Hier seien die Bio-Sensorik so-wie die optische Manipulation von Nanostrukturen genannt. Und

schließlich das gesamte Gebiet der Photonik und Laserspektro-skopie, welches von faseroptischer Spektroskopie und Sensoriküber die Kontrolle spektraler Eigenschaften durch nichtlineareOptik bis hin zu Quantenoptik und Quanteninformation reicht.

Eines der wissenschaftlichen Zentren und mit insgesamt acht In-stituten größter Arbeitgeber ist die Mathematisch-Naturwissen-schaftliche Fakultät der Universität Potsdam. Besonders in den In-stituten der Chemie, der Biochemie und Biologie, der Physik undAstronomie sowie den Geowissenschaften spielen optische Ver-fahren eine große Rolle. Über gemeinsam berufene Professorenund zahlreiche Projekte bestehen mit den außeruniversitären Ein-richtungen vor Ort enge Kooperationsbeziehungen, die von derGrundlagenforschung bis zur anwendungsorientierten Forschungreichen.

Zu den Gründungsmitgliedern des Wissenschaftsparks zählt ne-ben der Universität Potsdam auch die Max-Planck-Gesellschaft,welche hier mit drei Instituten vertreten ist: dem MPI für Gravita-tionsphysik (Albert-Einstein-Institut), dessen Forschungsgebietsich von den riesigen Dimensionen des Kosmos bis hin zu sub-atomaren Teilchen erstreckt, dem MPI für Molekulare Pflanzen-physiologie, das sich den Lebensvorgängen in pflanzlichen Zellenund Geweben widmet, und dem MPI für Kolloid- und Grenzflä-chenforschung, welches sich mit belebten und unbelebten Struk-turen auf der Nano- und Mikrometerebene beschäftigt.

Die Polymerforschung bildet einen zweiten wichtigen Schwer-punkt in Golm. Das ursprünglich auf einem traditionellen Stand-ort der deutschen Polymerindustrie in Teltow gegründete Fraun-hofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) istspezialisiert auf die gezielte Entwicklung nachhaltiger Verfahrenund Materialien aus Biopolymeren, biobasierten und syntheti-schen Polymeren. Die Anwendungsfelder reichen von Biotechno-logie, Medizin, Pharmazie und Kosmetik über Elektronik und Op-tik bis hin zu Anwendungen in Verpackungs-, Umwelt- undAbwassertechnik oder der Automobil-, Papier-, Bau- und Lackin-dustrie. Derzeit wird das „Anwendungszentrum für Polymer-Na-notechnologie“ errichtet, womit das IAP seine Laborflächen unddie Zahl seiner Mitarbeiter um ca. 50 Prozent erhöhen will.

Im Jahr 2006 eröffnete das Fraunhofer-Institut für Biomedizini-sche Technik (IBMT) einen neuen Institutsteil in Golm. Hier for-schen die Abteilungen „Molekulare Bioanalytik & Bioelektronik“und „Zelluläre Biotechnologie & Biochips“ unter anderem aufdem Gebiet der molekularen Diagnostik, der Geräteentwicklungim Bereich der Lab-On-Chip-Technologie und der Nanobiotech-nologie. Optische Sensorik ist auch hier allgegenwärtig, bei-spielsweise in Form von Biosensoren in miniaturisierten Analyse-systemen und in der in-vitro-Diagnostik.

4.5 Potsdam-Golm

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Fraunhofer-Institut�für�Biomedizinische�Technik�(IBMT)�© Thomas Ritschel

Ein zentraler Punkt auf dem Campus ist das 2007 eröffnete GO:IN,ein naturwissenschaftlich orientiertes Innovations- und Gründer-zentrum, das jungen Unternehmen neben individuell gestaltba-ren Büro- und Laborflächen auch vielfältige Serviceleistungenund eine optimale Betreuung für einen erfolgreichen Start bietet.Hier befindet sich auch der GO:INcubator, eine zentrale Anlauf-stelle für Ausgründungen im Wissenschaftspark Golm. Wissen-schaftler, die ihre Ideen und Forschungsergebnisse in innovativeProdukte und Dienstleistungen umsetzen möchten, erhalten hierein umfassendes Serviceangebot aus einer Hand.

Eines dieser Unternehmen ist die im Jahr 2010 ins Leben gerufe-ne Colibri Photonics GmbH. Die Ausgründung der UniversitätPotsdam hat sich auf die Entwicklung von Systemen zur optischenBestimmung von molekularem Sauerstoff in biologischen Probenspezialisiert. Mit Hilfe eines weltweit bisher einzigartigen Sy-stems können Zellwachstum und -differenzierung in Bio-Reakto-ren ohne direkten Eingriff überwacht und gesteuert werden.

GO:IN�Golm�Innovationszentrum�– ein�guter�Platz�für�Ideen�© Thomas Ritschel

Die ebenfalls hier ansässige GlucoMetrix AG widmet sich der Ent-wicklung eines Verfahrens zur nicht-invasiven Blutzuckermes-sung. Auf der Basis eines Quantenkaskadenlasers soll diese un-blutige Messmethode in absehbarer Zeit möglich werden. NebenUntersuchungen in wässrigen Lösungen mit Hautzellen wurdenauch bereits erste in-vivo-Messungen an Patienten vorgenommen.

Weitere Firmen und Unternehmen vor Ort, die sich ebenfallshauptsächlich auf analytische und diagnostische Methoden im

Neue�Arbeitsräume�von�innoFSPEC�in�Potsdam-Golm�© Roland Hass (innoFSPEC)

biologischen Umfeld oder in der Nanotechnologie spezialisierthaben, sind zum Beispiel Biocyc GmbH, Cavira Biopharmaceuti-cals AG, Metabolomic Discoveries GmbH, Nanolytics Gesellschaftfür Kolloidanalytik mbH, OakLabs GmbH, peptides & elephantsGmbH, Ripac Labor GmbH oder auch Smart nanocontainers, umnur einige zu nennen.

Beispiele für die interdisziplinäre Forschung zwischen den hieransässigen Partnern und externen Institutionen sind das Zentrumfür Innovationskompetenz innoFSPEC Potsdam (siehe Kapitel5.1.3) sowie der BMBF-Forschungsverbund „Selbstorganisation inorganischen Hybridsolarzellen“ (SOHyb). Dieser hat die Zielstel-lung, drei unterschiedliche Ansätze bei der Umwandlung von Son-nenenergie in elektrische Energie zu einem gemeinsamen Kon-zept zusammenzuführen. Langfristig soll damit eine neueGrundlage für einfach und kostengünstig herstellbare Schichtsy-steme entwickelt werden. Ein solches Ziel ist nur in enger Zusam-menarbeit zwischen Gruppen mit unterschiedlichen Kernkompe-tenzen erreichbar.

Die zahlreichen Kooperationen und Synergien zeigen sich nichtzuletzt auch in der Zusammenarbeit in vielen thematischen Netz-werken vor Ort. Hierzu zählen unter anderem das Potsdam Re-search Network (pearls), das Netzwerk für Photonik in Branden-burg und Berlin (PhotonikBB), der QualifizierungsverbundPotsdam (QVP) sowie das Zentrum für Molekulare Diagnostik undBioanalytik (ZMDB).

Kontakt:Friedrich W. WinskowskiStandortmanagement Golm gemeinnützige GmbHTel.: 0331 / 237 351 130www.wissenschaftspark-potsdam.de

GO:INcubator GmbHE-Mail: info@goincubator.dewww.goincubator.de

Der Optikstandort Rathenow steht für Geschichte und innovative GegenwartJoachim Mertens

Die Entwicklung der Stadt Rathenow ist seit über 200 Jahren mitder Herausbildung einer eigenständigen optischen Industrie inDeutschland verbunden. Hier in Rathenow stand die Wiege diesesso bedeutsamen Industriezweiges. Untrennbar damit verbundenist der Name Johann Heinrich August Duncker.

Johann�Heinrich�AugustDuncker�© Optik Industrie Museum, Archiv

Vor über 210 Jahren erfand Johann Heinrich AugustDuncker hier in Rathenow dieVielschleifmaschine, welchedie optische Industrie revolu-tionierte und erhielt am 10.März 1801 das „königliche“ Pri-vileg zur Gründung einer Opti-schen Industrieanstalt.

Damit wurde der Grundstein für die deutsche optische Industriegelegt. Rathenows Aufstieg zu einer wichtigen Industriestadt warin den darauf folgenden Jahren untrennbar mit der Entwicklungder optischen Industrie verbunden. Die Nachfahren Dunckers,Eduard Duncker und Emil Busch trugen hier entscheidend dazu bei.

Blick�in�das�Optik�IndustrieMuseum�im�KulturzentrumRathenow,�im�Vordergrunddas�Modell�der�Vielschleif-maschine�© Sylvia Wetzel, KulturzentrumRathenow

Rathenow entwickelte sich in kürzester Zeit zum wichtigsten op-tischen Industriestandort in Deutschland. Kontinuierlich vollziehtsich bis heute dieser Entwicklungsprozess, dem weder die Kriegeder Vergangenheit noch der gesellschaftliche Wandel oder tech-nologische Veränderungen etwas anhaben konnten. Auch heuteist der Traditionsstandort wieder eines der führenden augenopti-schen Zentren in Deutschland. An diesem Standort haben sich Un-ternehmer und Bildungseinrichtungen mit einer Vielzahl von re-gionalen Fachunternehmen und Forschungseinrichtungen in demgemeinsamen Netzwerk OABB optic alliance brandenburg berline.V. zusammengeschlossen und erfolgreich etabliert. Mit diesemNetzwerk ist ein Verbund geschaffen worden, der branchenüber-greifend augenoptische Kompetenz und Innovation in der Haupt-stadtregion bündelt. Die Netzwerker verfügen mit ihrem Produkt-und Leistungsfeld über alle wichtigen Kompetenzen wie Brillen-glas, Sonderlinsen, vergrößernde Sehhilfen, Brillenfassungen, au-

genoptischer Produktionsgerätebau, Werkstatttechnik, Verkaufs-raumgestaltung und qualifizierende Aus- sowie Bildungsangebo-te bis zum Meisterbrief. Die Herstellung von augenmedizinischenImplantaten, die Forschung und Entwicklung optischer Technolo-gien, die Mikroskopie und industrielle sowie laboratorische An-wendung vervollständigen diese Aufzählung.

Das�Technologie-�und�Gründerzentrum�Havelland�in�Rathenow,Sitz�von�OABB�e.V.�© MXM Design Rathenow

Die Stärke des Standortes äußert sich in der umfassenden Koope-ration und Netzwerkarbeit der regionalen Akteure auf den ver-schiedenen Ebenen der Wertschöpfungskette. Positive Synergie-effekte werden generiert durch die Kernkompetenzen in denProdukt- und Leistungsfeldern der augenoptischen sowie augen-medizinischen Technologiefelder, in denen die regionalen Unter-nehmen tätig sind. In der Hauptstadtregion Berlin-Brandenburgist die Optik/Augenoptik mit ihren zweistelligen Wachstumsratenein expandierender Wirtschaftszweig. Einmalig ist die Breite undTiefe, in der die renommierten Unternehmen und Forschungsein-richtungen der Hauptstadtregion aufgestellt und in den augen-optischen und augenmedizinischen Technologiefeldern tätig sind.

OABB ist eines der Brandenburg-Berliner GRW-Netzwerke, diebeide Länder als Kern einer gemeinsamen Innovationsstrategiemit dem Ziel entwickeln, ein größeres Wirtschaftswachstum zu er-reichen. Ein maßgeblicher Impulsgeber für die Innovationspolitikist der enge Dialog zwischen Wirtschaft und Wissenschaft. Regio-nale Stärken werden berücksichtigt und bewusst aufgegriffen. En-gagierte Netzwerke in der Hauptstadtregion fördern die enge Zu-sammenarbeit und Verknüpfung von Forschung, Unternehmen,Institutionen und den regionalen Akteuren. Mit circa 1.500 Ar-beitskräften ist Rathenow das Zentrum der optischen Industrie imLand Brandenburg. Der Standort verfügt über ein großes Potenzi-al an hochqualifizierten Fachkräften, eine exzellente Infrastrukturund über eine große Auswahl an neu erschlossenen Industrie-und Gewerbeflächen. Neben Branchenführern wie Fielmann undEssilor sind in Rathenow überwiegend klein- und mittelständi-sche Unternehmen ansässig. Der Traditionsstandort zählt mit seinen Produktionsanlagen zu den modernsten Europas. Nur hier

4.6 Rathenow

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4.6 Rathenow

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wird eine solche Wertschöpfungstiefe auf den Gebieten Augen-optik-Optik-Feinmechanik erreicht. Dieses innovative Standort-umfeld wird geprägt durch eine enge Verzahnung der regionalenUnternehmenskompetenzen mit Wissenschaft, Ausbildung undindustrienahen Dienstleistungen. Dies zeigt sich durch unter-schiedliche technologieorientierte Kooperationsprojekte der Unternehmen zueinander sowie mit Unterstützung durch wis-senschaftliche Institutionen (zum Beispiel Fachhochschulen inBrandenburg, Potsdam und Jena oder dem Fraunhofer IAP Pots-dam-Golm). Die Zusammenarbeit mit der BranchentransferstelleOptik in Potsdam-Golm und der Transferstelle an der FH Bran-denburg sind ein weiterer Baustein im Netzwerk geworden. Real-projekte finden inzwischen ihre Umsetzung.

Der besondere Vorzug von Vernetzung, Komplexität und Vielfaltan einem Standort macht Rathenow zu einem beachtenswertenZentrum der Branche. Rathenow hat sich zu einem der besten eu-ropäischen Standorte für augenoptische Industrieprodukte ent-wickelt. In der Stadt der Optik ist somit ein nachhaltiges Stand-ortprofil entstanden, dessen Produkte eine beachtliche nationaleund internationale Marktposition einnehmen. Das NetzwerkOABB optic alliance brandenburg berlin e.V. unterstützt Rathe-now als Optikstandort, um es für die Zukunftsausrichtung inno-vativ zu profilieren. Schwerpunkte werden hier besonders auf die

Standort-Kommunikation in die Optikbranche hinein und bran-chenübergreifend nach außen gesetzt. Somit wird OABB zu ei-nem überregionalen Verbindungsglied zwischen augenoptischerIndustrie, augenoptischem Handwerk, Politik und Öffentlichkeit.

Erfolgreiche Messeauftritte, national als auch international, sor-gen für eine gesteigerte Wahrnehmung des Optikstandortes, er-schließen neue Märkte und platzieren das Produkt- und Lei-stungsspektrum auch auf den internationalen Zielmärkten. Ausder Stadt der Optik kommen zukunftsweisende, innovative, welt-marktfähige Lösungen und Entwicklungen und führen so den Tra-ditionsstandort Rathenow und die Hauptstadtregion zu nationa-ler und internationaler Akzeptanz.

Kontakt:Joachim MertensOABB e.V.Tel.: 03385 / 572334E-Mail: info@oabb.de

Brachymedialfernrohr�im�Optikpark�Rathenow�© Sylvia Wetzel, Kulturzentrum Rathenow

5.1 Optische Technologien

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Eine Industrie zwischen Tradition und ModerneGerrit Rössler, Kai Kolwitz

Das Know-how reicht von Beschichtungsdesign bis zur Entwick-lung komplexer Systeme. Das Prouktportfolio umfasst unter an-derem Linsen, Planoptik, optische Beschichtungen, Filter, Spiegel,holographische Gitter, Objektive, Messsysteme, Kameras, Laser-systeme und Lichtquellen. Die Systeme kommen überwiegend inder Industrie zum Einsatz. Schwerpunkte sind Halbleiterindustrie,Weltraumtechnik, Lasertechnik, Messtechnik, Geodäsie und Ana-lytik, Verteidigung oder die Displayindustrie. Aber auch im Alltagtrifft man die Produkte der Berliner Glas an. Zum Beispiel in derDentalheilkunde: Ein Messkamerasystem ermöglicht es demZahnarzt, einen zu behandelnden Zahn dreidimensional zu scan-

nen. Eine CNC-Maschine frästauf Basis dieser Daten ein In-lay, das schon kurz darauf ein-gesetzt werden kann.

Zylinderlinsen�von�2-850�mmfür�Druck-,�Film-�und�Laserin-dustrie�© Berliner Glas KGaA, HerbertKubatz GmbH und Co.

Die Berliner Crystal GmbH hat ebenfalls optische Komponentenim Produktportfolio. Neben Planfenstern und -platten, Scanner-spiegeln und Prismen bietet Crystal aber auch Laserkomponentenoder Substrate und Wafer aus oxidischen, fluoridischen und Halb-leiterkristallen. Um von dem großen Umfeld im Bereich der Opti-schen Technologien zu profitieren, gründete die Schweizer FisbaOptik AG eigens eine Tochter in Berlin. Der führende Anbieter op-tischer Komponenten und Systeme rief 2011 die Fisba PhotonicsGmbH ins Leben. Das Berliner Entwicklungsteam hat sich insbe-sondere auf innovative Laserstrahlformungsoptik und Ansteue-rungselektronik spezialisiert.

Die Holoeye Photonics AG befasst sich mit diffraktiver Optik wieauch mit Lichtmodulatoren und Mikrodisplay-Technologie. DieTechnik wird beispielsweise in Head-Mounted- oder Head-Up-Dis-plays verwendet. Anwendungen dafür finden sich in der Automo-bilindustrie, der Luftfahrt oder in der Medizintechnik, wo die Dis-plays Chirurgen bei komplizierten Operationen mit zusätzlichenInformationen versorgen können. Auch holographische Projekti-

onssysteme sind möglich.

Diffraktive�optische�Elemen-te�aus�Kunststoff�© Holoeye Photonics AG

Unterfüttert wird die Vielfaltin Sachen optische Kompo-nenten, Systeme und Materia-

Optische Technologien haben eine lange Tradition in der Haupt-stadtregion. Johann Duncker legte vor über 200 Jahren mit seinerpatentierten Vielschleifmaschine und der Gründung seiner Opti-schen Industrieanstalt in Rathenow den Grundstein für die Opti-schen Technologien in Berlin und Brandenburg.

Auch heute noch bildet die Herstellung optischer Komponentenwie Linsen oder technischer Gläser einen bedeutenden Wirt-schaftszweig in der Region. Und neben Berlin selbst hat sich auchdas brandenburgische Rathenow bis heute als führender Standortfür optische Erzeugnisse behaupten können. Augenoptik und Mi-kroskopie gehören zu den Schwerpunkten von Unternehmen wieFielmann, Optotec Optotechnischer Gerätebau, MOM Mecha-nisch-Optische-Metallverarbeitung oder Mikroskop Technik Ra-thenow, um nur einige zu nennen.

Linsen, Fasern, Phasenschieber – Berlin-Brandenburg liefertOptik

Ein Berliner Unternehmen, welches ebenfalls in dieser Traditionsteht, ist die Berliner Glas KGaA, Herbert Kubatz GmbH & Co. Seitfast 60 Jahren entwickelt und produziert Berliner Glas optischeKomponenten, Baugruppen und Systeme in Berlin. Mit knapp1.000 Mitarbeitern, über die Hälfte davon in der Zentrale in Ber-lin, gehört das Unternehmen zu den weltweit führenden Produ-zenten optischer Systeme.

Feinkorrektur�im�Ionenstrahlverfahren© Berliner Glas KGaA, Herbert Kubatz GmbH und Co.

5.1 Optische Technologien

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lien durch eine reichhaltige Wissenschaftslandschaft. Nennensollte man hier auch noch die Arbeitsgruppe Photonik, Laser- undPlasmatechnologien der Technischen Hochschule Wildau. Sieforscht sowohl im Bereich Materialsynthese als auch zu Herstel-lung und Charakterisierung optoelektronischer Bauteile und Kom-ponenten.

Die TH Wildau unterhält darüber hinaus gemeinsam mit dem IHP-Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik in Frankfurt (Oder)ein gemeinsames Forschungs- und Ausbildungszentrum. Im Zen-trum stehen hier die Entwicklung neuartiger Konzepte für silizi-umbasierte Bauelemente sowie von Technologien für die Hoch-geschwindigkeitselektronik und Photonik.

Neue Materialien für die Optik

Ebenfalls ein forschungsintensives Thema ist die Suche nach neu-artigen Materialien mit optischen Eigenschaften, die sich etwa inder Sensorik oder für neue Formen der Lichterzeugung und -wei-terleitung nutzen lassen. Berlin-Brandenburg ist auch hier gut auf-gestellt. So ist das Institut für Nanometeroptik und Technologiedes Berliner Helmholtz-Zentrums einer der wenigen Orte welt-weit, an denen das Know-how vorhanden ist, um photonische Kri-stall-Resonatoren für den sichtbaren Wellenlängenbereich herzu-stellen. Außerdem forscht man an Einzelphotonenquellen, Lasern,Sensorik, an einfach zu produzierenden Hologrammen und anplasmonischen Wellenleitern – Licht leitenden metallischen Na-nostrukturen.

Lichtmikroskopisches�Bild�einer�holographischen�Linse,�einge-schrieben�in�ein�Azobenzen-haltiges�Material�© Fraunhofer IAP

Polymere Funktionsmaterialien mit optischen Eigenschaften unddaraus abgeleitete Funktionselemente sind ein Thema beimFraunhofer-Institut für angewandte Polymerforschung (IAP) inPotsdam-Golm. Die Entwicklung polymerer Funktionsmaterialienund polymerbasierter optischer Funktionselemente ist ein For-schungs- und Entwicklungsschwerpunkt des Instituts. Im Blick-feld stehen dabei unter anderem voll-optisch strukturierbare undholographische Materialien für optische Komponenten, Flüssig-kristalle und photoorientierbare Polymere zur Herstellung aniso-troper Funktionsschichten für Display-Technologien, Retarder, Polarisatoren oder anisotrope Emitterschichten. Weitere Schwer-

punkte des IAP sind halbleitende und elektrolumineszierende Po-lymere und Nanokomposite für organische Leuchtdioden(OLEDs), organische Feldeffekttransistoren (OFETs) und für die or-ganische Photovoltaik. In der Entwicklung befinden sich ebenfallsfluoreszierende Materialien für spektrale Lichtwandler bis hin zuorganischen Lasern sowie chromogene Materialien für „SmartWindows“ und Display-Anwendungen.

Ähnlich orientiert ist das Institut für Dünnschichttechnologie undMikrosensorik e.V. (IDM) in Teltow. Die gemeinnützige For-schungseinrichtung entwickelt Polymere und Komposite, die sichoptisch strukturieren lassen. Außerdem befasst man sich mit derchemischen Synthese optischer und sensorischer Funktionsmate-rialien, der Erarbeitung von Strukturierungs-, Verarbeitungs- undReplikationsstechnologien wie auch der Entwicklung kompletteroptischer und sensorischer Funktionselemente.

Auch im Bereich optische Materialien ist die Forschungsland-schaft eingebettet in einen Kreis ebenfalls stark forschungs- undentwicklungsorientierter Unternehmen mit ähnlichen Schwer-punkten. Ein Beispiel dafür ist PlasmaChem, ein Unternehmenmit Hauptausrichtung auf Nanomaterialien, Plasma- und Ultra-dünnschicht-Technologie. Neben medizinischen Implantaten undeiner breiten Palette an Nanomaterialien forscht man derzeit anso genannten LED-Konvertern, die durch Quantenpunkt-induzier-te Luminiszenz LED-Licht jeglicher Wellenlänge möglich machen.PlasmaChem entwickelte vor kurzem eine Synthese von äußerstlangzeitstabilen Quantenpunkten und die zugehörige Konverter-matrix. micro resist technology mit Sitz in Berlin entwickelt, pro-duziert und verkauft Materialien für mikroelektronische Bauteile,Halbleiterbauteile sowie MEMS Produkte. Im Produktportfolio be-finden sich auch Photopolymere und Photoresiste.

Ergänzt wird das Angebot an Optischen Technologien in derHauptstadtregion durch zahlreiche Dienstleister aus dem Optik-Bereich. Das Dr. Türck Ingenieurbüro für Optikentwicklung undSoftware etwa berät und unterstützt bei der Lösung von Proble-men aus den Bereichen Optik, Optoelektronik und Halbleiter-technik. Der Schwerpunkt liegt in der Simulation und Berechnungoptischer Systeme mit entsprechender Software. OptikexpertisenDr. Volker Raab hingegen ist spezialisiert auf Halbleiterlaser-Sy-steme und Spezial-Optiken. Typische Entwicklungen betreffenu.a. Optimierungen bei Faserkopplungen, Strahlformung, achro-matische oder astigmatische Optiken und Spektroskopie.

In Sachen Optische Technologien gehörte Berlin-Brandenburg zuden ganz frühen industriellen Zentren. Am Stellenwert, den dieOptik in der Region einnimmt, hat sich seitdem nichts geändert.Optische Materialien, Komponenten und Systeme made in Berlin-Brandenburg bilden häufig die Grundlage für komplexe Wert-schöpfungsprozesse in der Hauptstadtregion. Andere Technolo-giefelder, in denen sie eingesetzt werden können, präsentierensich ähnlich vielseitig und verdeutlichen, warum die OptischenTechnologien ein Aushängeschild in Berlin und Brandenburg sind.Dazu zählen insbesondere die Lasertechnik (Kapitel 5.1.1), Licht-technik (Kapitel 5.1.2), Optische Messtechnik und Sensorik (Kapi-tel 5.1.3), Optische Technologien für Biomedizin und Pharma (Ka-pitel 5.1.4) und Photonische Kommunikationstechnik (Kapitel5.1.5).

5.1.1 Lasertechnik

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Das vielseitigste Werkzeug der WeltEberhard Stens, Gerrit Rössler, Kai Kolwitz

Kann Licht dabei helfen, verdorbenes Fleisch von frischem zu un-terscheiden? Das kann es definitiv. Mit Hilfe eines handlichenScanners, der im Schlachthof oder im Kühlhaus direkt verrät, obdie zu prüfenden Objekte noch den Lebensmittelrichtlinien ent-sprechen. Denn Fleisch verändert sich stofflich, wenn es altert. La-serspektroskopische Methoden machen das sichtbar.

„FreshScan“ ist nur ein Beispiel für die Fülle von Anwendungen,die sich Lasertechnik made in Berlin-Brandenburg in den vergan-genen Jahren erschlossen hat. Beteiligt sind das Institut für Optikund atomare Physik der TU Berlin, das Ferdinand-Braun-Institut,Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) sowiemehrere weitere Forschungseinrichtungen aus Berlin und Bran-denburg.

Handscanner�zur�Messung�des�Frischegrads�von�Lebensmitteln�© Fraunhofer IZM

Für die Begutachtung von Fleisch ersannen die Wissenschaftler ei-ne Kombination aus Raman- und Fluoreszenz-Spektroskopie. DieRaman-Spektroskopie nutzt dazu ein speziell entwickeltes opti-sches System, in das ein rot emittierender Diodenlaser integriertist. Die gestreuten Raman-Stokes-Photonen werden faseroptischin einer Auswerteeinheit detektiert und mittels PC statistisch aus-gewertet. Bei der Fluoreszenz-Spektroskopie wird Fleisch mit ei-nem Laser im blauen Spektralbereich bestrahlt und die Ergebnis-se werden auf ähnliche Weise ausgewertet. Ihre Forschungbetrieben die Mitarbeiter des Projekts „FreshScan“ zunächst anSchweinefleisch. Allerdings sind sie davon überzeugt, dass sich

das Verfahren noch auf viele andere Sorten Lebensmittel wirdausdehnen lassen.

Neue Quellen, neue Anwendungen

Geht es um Forschung an und mit Lasern in der Region, dann lau-fen viele Fäden beim FBH zusammen. Mit 220 Mitarbeitern er-forscht das Institut elektronische Komponenten auf Halbleiter-basis und entwickelt unter anderem leistungsstarke und hoch-brillante Diodenlaser, hybride Lasersysteme, Galliumnitrid-Laserund UV-LEDs.

Neuartige�Laserquelle�liefert�ns-Impulse�maßgeschneiderterLänge�und�Folgefrequenz�© FBH

Für Anwendungen, etwa in der Material- und Bioanalytik, Materi-albearbeitung, Freiraumkommunikation oder Metrologie, entwik-kelt das FBH leistungsfähige ns-Laserlichtquellen in einem But-terfly-Modul. In diesem Gehäusetyp wurden weltweit erstmaliggewinngeschaltete 1.064 nm DFB-Laserdioden mit Ansteuerelek-tronik integriert. Durch den speziellen Aufbau und das umfassen-de Schaltungs-Know-how ist eine kompakte Quelle entstanden,mit der sich maßgeschneiderte ns-Impulsfolgen im Bereich von10 MHz bis zu Einzelimpulsen erzeugen lassen. In das Modul kön-nen Diodenlaser beliebiger Wellenlänge montiert werden.

Ein weiteres Beispiel der Forschungstätigkeiten am FBH sind Dio-denlaser als Pumpquellen zur Erzeugung kohärenter UV- undRöntgenstrahlung. Diodengepumpte Kurzpulslaser mit extremhohen Spitzenleistungen sind wichtige Werkzeuge für Industrieund Forschung. Sie werden z.B. in der Mikromaterialbearbeitungeingesetzt. Ein neuartiger kompakter Ultrakurzpulslaser höchsterLeistung und hoher Pulsfolgefrequenz >100 Hz entsteht derzeit ineiner Kooperation des FBH mit dem Max-Born-Institut für Nichtli-neare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI). Das FBH entwickelt

5.1.1 Lasertechnik

39

dafür gemeinsam mit Jenoptik ein neuartiges Pumpmodul auf derBasis hocheffizienter 937 nm Diodenlaser.

Diodenlaser�aus�dem�FBH�als�Pumpquellen�zur�Erzeugung�kohä-renter�UV-�und�Röntgenstrahlung�© FBH/schurian.com

Das MBI, welches wie auch das FBH im Wissenschafts- und Tech-nologiepark Berlin Adlershof beheimatet ist, besitzt seit einigenJahren eine weltweite Spitzenposition auf dem Gebiet von Piko-sekunden-Lasern hoher Pulsenergie und Wiederholrate, also ho-her mittlerer Leistung. Diese Systeme können dank einer innova-tiven, hocheffizienten Kühlung des Lasermaterials mehr alshundertmal pro Sekunde abgefeuert werden. Um bei diesen La-sern die mittlere Leistung noch weiter zu steigern, wollen die Wis-senschaftler des MBI vor allem die Energie der Einzelpulse erhö-hen, zunächst auf einige Joule, später wahrscheinlich auf deutlichmehr. Solche Laser hätten dann eine mittlere Leistung im Kilo-wattbereich mit Pulsdauern von Pikosekunden und sehr hohenEinzelpulsenergien, was bis jetzt noch von keinem Laser erreichtwird.

Dringend benötigt werden solche Laserkraftpakete zum Beispielals technologische Basis für das europäische Großobjekt ELI. DasKürzel steht für Extreme Light Infrastructure, den künftig welt-weit leistungsstärksten Laser für die Grundlagenforschung. ErsteEntwürfe für das Front-end eines 10 Petawatt Lasers, Demonstra-tor für das ELI-Projekt, sind bereits abgeschlossen.

Spiegelsystem�eines�gepulsten�Hochleistungs-Laserverstärkers�© MBI/Bellhäuser

Am Institut für Optik und atomare Physik der TU Berlin (IOAP) be-fasst man sich mit einem breiten Spektrum an Themen. Hierzuzählen neben der oben angesprochenen Laserspektroskopie auchLasermolekülspektroskopie und Umweltphysik oder Licht-Mate-rie-Wechselwirkung in intensiven Laserfeldern. Auch im Bereichder laserbasierten Materialbearbeitung forscht die TU. Man be-schäftigt sich dort u.a. mit der Entspiegelung der Endflächen vonGlasfasern, die zum Aufbau von Faserlasern und zur Übertragunghoher Laserleistungen eingesetzt werden.

In der AG Optische Technologien werden im Rahmen nationalerund europäischer Kooperationen innovative optische Methodenfür Informationsspeicherung, Sensorik und Sicherheitsapplikatio-nen entwickelt. Ein Schwerpunkt liegt in der Entwicklung neu-artiger Verfahren zur Nano- und Mikrostrukturierung geeigneteroptischer Materialien einschließlich der Untersuchung und Mo-dellierung grundlegender Phänomene der Licht-Materie-Wech-selwirkung.

Lasersystem�für�Strukturierung�im�Submikrometerbereich�inder�AG�Optische�Technologien© TU Berlin

Auch an der Universität Potsdam wird im Bereich Lasertechnik ge-forscht. Das Arbeitsgebiet für Photonik konzentriert sich zum ei-nen auf die nichtlineare Laserspektroskopie. Man arbeitet außer-dem sowohl an Hochleistungsfestkörperlasern, als auch an derEntwicklung von breitbandigen Kurzpulslasern für die Interfero-metrie sowie an der Verbesserung der Strahlqualität von Laser-dioden.

Den Grundlagen auf der Spur

Grundsätzlich neu erfinden möchte man am Fraunhofer-Institutfür Angewandte Polymerforschung (IAP) in Potsdam-Golm denLaser – als Festkörper-Laser aus organischen Polymeren. Noch

5.1.1 Lasertechnik

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weiter blickt man am Paul-Drude-Institut für Festkörperelektro-nik in die Zukunft: Man untersucht die Prinzipien von Quanten-kaskadenlasern.

Auch das Institut für Festkörperphysik der Technischen Universi-tät Berlin ist an Grundsätzlichem interessiert: Man forscht an denoptischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften vonHalbleitern, amorphen Schichten und Heterostrukturen. Das Wis-sen nutzt man zur Erforschung, Entwicklung und Charakterisie-rung unter anderem von direkt modulierten, modengekoppeltenoder oberflächenemittierenden Lasern. Gemeinsam mit dem In-stitut für Physik der Berliner Humboldt-Universität, Heinrich-Hertz-Institut, FBH, MBI sowie weiteren Forschungspartnern istdas Institut an der Kooperation NanOp beteiligt, die es sich zumZiel gemacht hat, Nanostrukturen und Optoelektronik zu kombi-nieren.

Technologie im Aufwind – Laserdioden aus Berlin-Branden-burg

Viele Unternehmen nutzen die von den Forschern gewonnenenErkenntnisse wirtschaftlich. Etwa eagleyard Photonics, eine Aus-gründung des FBH. Man entwickelt, produziert und vertreibtHochleistungslaserdioden. Jüngste Produkte im Spektrum sindneue robuste Hochleistungsdioden mit Spitzenleistungen bis 60

Watt für gepulste Anwendun-gen sowie eine hochbrillanteSinglemode Laserdiode mit800 mW Ausgangsleistung.

Hochleistungslaserdiode�fürextreme,�gepulste�Anwen-dungen�© eagleyard Photonics GmbH

Auch der Jenoptik Konzern produziert in Berlin. 2002 aus einer en-gen Kooperation zwischen Jenoptik und dem FBH hervorgegan-gen, fertigt Jenoptik Diode Lab heute mit über 70 Mitarbeitern op-toelektronische Halbleiterbauelemente in Berlin, die JenoptikLaserdiode später bei der Entwicklung und Fertigung von Hoch-leistungsdiodenlasern einsetzt.

Rund zehn Millionen Euro investiert Jenoptik gerade in eine neueFertigung für Laserbarren im Technologiepark Berlin Adlershof.Der Anbau an das bestehende Fertigungsgebäude wird mit mo-dernster Produktionstechnik ausgestattet und automatisiert. Ineinem für die Halbleiterfertigung typischen Prozess werden Galli-um-Arsenid-Wafer zu Hochleistungs-Laserbarren strukturiert undweiterverarbeitet.

Die dynamische Entwicklung im Bereich Laserdioden zeigt sich ander Zahl junger Firmen auf diesem Gebiet. PBC Lasers ist eine Aus-gründung aus dem Institut für Festkörperphysik der TU Berlin,man entwickelt Laserdioden, die hohe Leistung und Energieeffi-zienz mit einer hohen Brillanz der emittierten Strahlung verbin-den. Hochleistungslaser, Lasermodule und Systeme von PBC kom-men in der Materialbearbeitung zum Einsatz, perspektivisch wirdauch an Anwendungen in der Medizin gearbeitet.

Auf Dioden hat sich auch Lumics spezialisiert. Das Unternehmenbeherrscht von der Epitaxie bis zur Assemblierung alle Prozess-schritte zur Herstellung von schlüsselfertigen Laserdiodenmodu-len. Entstanden am Stuttgarter Max-Planck-Institut für Festkör-

Herstellung�von�Laserbarren�© Jenoptik Diode Lab GmbH

perforschung, ist man heute ein führender Hersteller von Hoch-leistungs-Diodenlasern und Laserdioden. Auch Laser Electronicsentwickelt und fertigt Hochleistungs-Laserdiodensysteme zumPumpen von Festkörper- und Faserlasern, für die Materialbear-beitung und für industrielle und allgemeine Laboranwendungen.Auf Komplettmodule inklusive Optik und Fasern zur Weiterlei-tung des Laserlichts hat sich PhotonTec spezialisiert. Außerdemhat PhotonTec Festkörperlaser im Angebot. Bei 457 NanometerWellenlänge zum Beispiel erreichen PhotonTec-Laser zehn WattAusgangsleistung, ein Spitzenwert unter kommerziell verfügba-ren Produkten.

Fasergekoppelter�Diodenlaser�für�Anwendungen�in�der�indu-striellen�Materialbearbeitung,�medizinischen�Behandlungenund�akademischen�Forschung�© PhotonTec Berlin GmbH

Spezialisiert auf kurze Pulse

Andere konzentrieren sich auf Laser mit kurzen Pulsen. Zum Bei-spiel LTB Lasertechnik Berlin. Man bietet Kurzpuls-Laser im ge-samten Spektralbereich, hochauflösende Spektrometer und laser-gestützte Messtechnik. Auch am LIMES-System zur Erkennung

5.1.1 Lasertechnik

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des schwarzen Hautkrebses hatte LTB einen signifikanten Anteilund vermarktet die Technik kommerziell.

Bei Picoquant befasst man sich mit Diodenlasern, die ultrakurzePulse liefern können. Die Pulszeiten liegen typischerweise im Pi-kosekundenbereich, im Megahertz-Bereich liegt die Wiederholra-te. Auch Advanced Laser Diode Systems (A.L.S.), Tochter desSchweizer Lasertechnik-Anbieters onefive, hat sich den kurzenPulsen verschrieben. Das Unternehmen ist führender Herstellervon Photodetektoren und schlüsselfertigen Ultrakurzpuls-Laser-systemen mit Pulslängen, die ebenfalls bis in den Pikosekunden-bereich hinunter gehen.

Kraftpakete für viele Anwendungen – Festkörper-Laser

In vielen Bereichen sind Festkörperlaser immer noch unverzicht-bar. Seit rund 30 Jahren forscht und produziert IBL Innovative La-ser Berlin GmbH. Produkte von IBL kommen in Bereichen wie Ma-schinenbau, Halbleiter und Photovoltaik, Verteidigung oderWissenschaft zum Einsatz. Man bietet diodengepumpte Feststoff-Laser mit Güteschaltung für den kontinuierlichen oder gepulstenEinsatz. Die Nd:YAG Festkörperlaser der TITAN-Serie zeichnensich durch hohe Pulsenergien und Pulsrepetitionsraten aus. An-wendungsgebiete für diese Laser sind u.a. Materialbearbeitung,Deflashing, OPO-Pumpen, Hochleistungs-PIV, LIBS und LIDAR.

Gütegeschalteter�Pulslaser�mit�Pulsenergien�bis�zu�800�mJ�so-wie�Pulsrepetitionsraten�bis�zu�1�kHz�© IBL Innovative Berlin Laser GmbH

Adlares hat ein Detektionsmodul im Angebot, das aus der LuftGasleitungen auf Dichtigkeit prüfen kann. Die Polytec GmbH bie-tet spektroskopische Messsysteme und Faserlaser im Piko- undFemtosekundenbereich, optische Verstärker und Komponenten-Testsysteme. Die Potsdamer F & K Physiktechnik bietet neben Ul-traschalltechnik für die Chipherstellung auch Justagelaser für dieAusrichtung von Maschinen und Werkstücken sowie optoelektro-nische Messsysteme. Und Vistac aus Teltow in Brandenburg bie-tet einen Blindenstock, der per Laser die Umgebung scannt undvor Hindernissen warnt. Das Prinzip nutzt man zum Beispiel auchfür Kollisionsschutzsensoren.

Crystal Laser System, kurz CryLaS, entwickelt, produziert und lie-fert diodengepumpte Festkörperlaser im tiefen UV-, VIS- und IR-Bereich für die unterschiedlichsten Anwendungen in Wissen-

schaft, Forschung und Industrie. Wofür man die im Haus her-gestellte Technik unter anderem nutzen kann, das zeigt die Cry-LaS-Tochter Secopta. Secopta entwickelt und produziert laser-spektroskopische Lösungen für Messaufgaben in der Industrieund im Sicherheitsbereich. Mittels laserinduzierter Breakdown-Spektroskopie (LIBS) und schneller neuronaler Netze zur Ergeb-nisauswertung können die Proben direkt im Prozess und ohnespezielle Aufbereitung beurteilt werden. Bis zu 100 Messungenpro Sekunde sind so realisierbar. Anwendungsfelder finden sichim Recyclingbereich zur Sortierung verschiedener Materialienund Legierungen, in der verarbeitenden Industrie zur Prozess-überwachung und Qualitätssicherung sowie im Sicherheitsbe-reich zur Detektion von Gefahr- und Schadstoffen. Weitere Ein-satzbereiche, z.B. in der Biotechnologie und in der Medizin, sollenerschlossen werden.

OEM�laser�units�© CryLaS GmbH

FiberLIBS�Anwendungs-beispiel�© Secopta GmbH

Mehr als Schweißen und Strukturieren – Forschung zur Mate-rialbearbeitung

In Sachen Laser-Materialbearbeitung wird intensiv geforscht: Wielässt sich die Präzision vergrößern? Wie lassen sich Materialienmiteinander verbinden, bei denen das früher nicht möglich war?

Das Fachgebiet Füge- und Beschichtungstechnik der TU Berlinsucht nach Möglichkeiten, Materialien per Laser miteinander zuverbinden, die bisher als nicht schweißbar galten und nach Mög-lichkeiten für Beschichtungen oder Reparaturen an Bauteilen. Au-ßerdem forscht man an Verbindungen, die sich einfach wiedertrennen lassen. An der FH Brandenburg forscht man ebenfalls anbisher noch nicht machbaren Verbindungen. Im FachbereichTechnik hat man unter anderem das Verschweißen von sehr dün-nen Drähten im Blick und von solchen mit sehr unterschiedlicherDicke. Außerdem bietet man Unternehmen Einführungen und Ko-operationen.

5.1.1 Lasertechnik

42

An der Beuth Hochschule für Technik arbeitet man an neuen Tech-niken für Lasermaterialbearbeitung und medizinische Anwen-dungen. Das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) sucht nach Möglichkeiten zur Bear-beitung von sprödharten und sonstigen schwer zerspanbarenWerkstoffen, zur Strukturierung von Oberflächen und zur Her-stellung komplexer Geometrien. Das Institut für Werkzeugma-schinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin forscht an Laser-Schweiß-verfahren.

Auch der Fachbereich Maschinenbau der TU Berlin ist hier aktiv,die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) kümmert sichunter anderem um Laseranwendungen in der Entwicklung vonDünnschicht-Solarzellen. Und der Lehr- und Forschungsschwer-punkt Optische Technologien an der Technischen Hochschule imbrandenburgischen Wildau bietet sogar gemeinsam mit der FHBrandenburg einen Masterstudiengang Photonik. Die Bundesan-

stalt für Materialforschung(BAM) sucht nach Methoden,mit denen sich dickwandigeBauteile per Laser- und Hy-bridschweißverfahren zuver-lässig und produktiv verbin-den lassen. Im Blick hat mandabei zum Beispiel Verbindun-gen von Stählen unterschiedli-cher Güte.

Trepanieroptik�bei�der�Glas-bearbeitung�mit�frequenzver-doppeltem�Nd:YAG�ps-Laser(532�nm)�© Laser- und Medizin-Technolo-gie GmbH, Berlin (LMTB)

Die gemeinnützige Laser- und Medizintechnik Berlin (LMTB)forscht im Bereich Materialbearbeitung praxisorientiert an neuenVerfahren zur Präzisions- und Mikrobearbeitung von Metallen,Halbleitern und Keramik. Beispiele für die Forschungsaktivitätensind Projekte zum Abtrag dünner Schichten oder für die span-nungsfreie Innenmarkierung von Glas. Man entwickelt laseropti-sche Komponenten für die Materialbearbeitung und hat eine neu-

Bohrung�mit�kegelförmiger�Verdickung,�eingebracht�durch�dieTrepanieroptik�© Laser- und Medizin-Technologie GmbH, Berlin (LMTB)

artige Trepanieroptik entwickelt, die hohe Arbeitsgeschwindig-keit mit deutlich verbesserter Qualität beim Laserbohren und La-serfräsen verbindet. Außerdem betreibt man Auftragsforschung.

Auch mit der Minimierung von Wärmeeinfluss und Spannungenbeim Bohren von Mikrolöchern befasst sich die LMTB, außerdemsucht man Techniken zur präzisen und schonenden Teilung vonSolarzellen. All dies geschieht mit Blick auf die kommende An-wendung der LMTB-Verfahren in der Industrie – neben Präzisionstehen daher bereits in der Forschung Anforderungen an Ge-schwindigkeit und Kosten im Fokus. Im Solarbereich gelang es derLaser- und Medizin-Technologie Berlin (LMTB) zum Beispiel in derVergangenheit, ein lasergestütztens Ritzverfahren zu entwickeln,das es erstmals ermöglichte, mono- und polykristalline Silizium-Wafer sauber zu separieren, ohne dass die Photospannung derZellen absank und ihr Wirkungsgrad gemindert wurde.

Für Mikro und Makro – Laser für die Materialbearbeitung

Aufgrund der großen Bedeutung des Lasers für die Materialbear-beitung ist es kein Wunder, dass sich eine ganze Reihe der Berlin-Brandenburger Hersteller auf Laser für diesen Bereich speziali-siert haben.

So befindet sich in Stahnsdorf mit Newport Spectra-Physics einAnbieter mit Weltruf und breiter Produktpalette. Zurück geht derStandort auf die Nach-Wende-Gründung LAS GmbH. Heute ge-hört das Unternehmen zum amerikanischen Photonik-KonzernNewport. Man entwickelt und fertigt sehr kompakte, aktiv-gütegeschaltete Laser im grünen und UV-Wellenlängenbereich.Ebenfalls in Stahnsdorf hat Highyag seinen Sitz, auch ein weltweit führendes Unternehmen für Werkzeuge zur Lasermate-rialbearbeitung. Man bietet Bearbeitungsköpfe zum Schweißen,Löten, Schneiden, Beschichten und Bohren, außerdem Strahl-übertragungssysteme und Zubehör.

Vor allem in der Automobilindustrie kommt das zum Einsatz, wasScansonic im Programm hat. Man entwickelt und liefert Systemefür das Laser- und Lichtbogenfügen. Mit Scansonic-Komponentenlassen sich Karosserie- und Chassisteile aus unterschiedlichenMaterialien schweißen und löten sowie stark beanspruchte Bau-teile geregelt härten. Bei Compact Laser Solutions hat man sichauf ultrakompakte Systeme spezialisiert. Eingesetzt werden sieunter anderem für Kennzeichnung und Kodierung von Produkten,aber auch für Materialbearbeitungsprozesse im Mikro- und Ma-krobereich.

Für die Lasermikrobearbeitung ist dagegen das gepulste Laser-schweißsystem KPL 5000 von Komlas aus Berlin gedacht. Das KPL5000 ist wartungsfrei und kann mit zwei Faserausgängen für dasgleichzeitige Setzen von zwei Schweißpunkten geliefert werden.Canlas im brandenburgischen Wildau hat sich in der Mikromate-rialbearbeitung auf die Bereiche Schweißen und Beschriften spe-zialisiert. Canlas-Technik schweißt Halbleiterchips auf Wärmesen-ken, kann aber auch medizinische Instrumente markieren oderDatamatrix-Codes auf Platinen gravieren.

Auch das MiLaBS von Smart Laser Systems ist ein System für dieMikrobearbeitung. Außerdem bietet Smart Laser Systems dio-

5.1.1 Lasertechnik

43

dengepumpte Festkörperlaser in kompakter Modulbauweise, diesich zum Beispiel zum Schweißen eignen. Natürlich lässt sich perLaser auch löten. Auf Systeme für das automatisierte Einzel-punktlöten hat sich ATN Automatisierungstechnik Niemeier spe-zialisiert.

Wenn es darum geht, die Bewegungen von Lasern zu automati-sieren, kommen Firmen wie Schleicher Electronic ins Spiel. DasUnternehmen bietet hochperformante, flexible und offene Steue-rungstechnologie.

Mit eigenem Know-how – Hersteller und Anwender zugleich

Viele Unternehmen der Region haben zwei Standbeine: Sie ent-wickeln und produzieren Anlagen zur Materialbearbeitung, ferti-gen aber auch selbst Bauteile im Kundenauftrag.

Zum Beispiel Photon Laser Engineering. Am Standort Berlin ent-wickelt und erprobt das Unternehmen neue Methoden: Schnei-den, Schweißen, Löten, Beschichten, vor allem für die Fertigungvon Auto-Karosserien und -technik, Schienen- und Raumfahrzeu-gen. Umgesetzt wird das Know-how unter anderem in der eige-nen Fertigung. Bei Photon Laser Manufacturing entstehen Blech-teile, die mit Hilfe von Lasern geschnitten, gebohrt, geschweißtund gelötet wurden.

Auch die Berliner Unternehmen itec Automation & Laser und La-ser-Mikrotechnologie Dr. Kieburg haben mehrere Standbeine. itecfertigt einerseits Laserautomaten für Schneid- und Schweißpro-zesse und Sondermaschinen für komplexe Fertigungsprozesse.Andererseits produziert man im Kundenauftrag Muster und regu-läre Serien. Laser-Mikrotechnologie Dr. Kieburg entwickelt undproduziert Systeme zur Lasermikrobearbeitung, vom OEM-Modulbis zur kompletten Anlage. Mit der Technik lassen sich Foto-schablonen, Metallmasken, Beschriftungen und Pinholes herstel-len, Silizium, Keramik und Metall dreidimensional bearbeiten so-wie Materialien mikrostrukturieren, beschriften, bohren und Me-tallfolien bis in den Mikrometerbereich hinein feinschneiden.Andererseits bietet man die oben genannten Arbeiten auch alsDienstleister an.

Auch das Ingenieurbüro Hüyüktepe, Helios Laser-Service, ist aufzwei Gebieten aktiv. Zum einen wartet und repariert man Laser-anlagen. Andererseits bietet man mit eigener Technik Laserfein-bearbeitung, Schneiden, Schweißen, Bohren, Ritzen, Beschriftun-gen und den Abtrag von Beschichtungen an. DoroTEK wiederumvertreibt von Strausberg aus Komponenten der polnischen Sola-ris-Gruppe: Laserbeschriftungssysteme, Optikbauteile und Pok-kels-Zellen zur Strahlmodulation. Andererseits arbeitet man auchals Lohndienstleister in Sachen Laserbeschriftung.

Fertigung per Laser in der Region

Natürlich gibt es in der Hauptstadtregion auch Dienstleister. Einerdavon ist die Laser Micro Präzision (LMP) in Teltow. Man bietet La-serbeschriftungen bis hinunter in den Mikrometer-Bereich an, et-wa für Datamatrix-Codierungen von Platinen. Außerdem verstehtman sich auf Mikro-Oberflächenbearbeitung. Auch Bohrungen im0,1-Millimeter-Bereich sind möglich. Außerdem kann man Fein-

schweißen und Beschriften. Bei escotec Lasertechnik, ebenfallsaus Teltow, versteht man sich auf das Laser-Schweißen, vor allemfür die Medizintechnik. Kanülenrohre, Edelstahl- und Titanfoliensind typische Werkstücke.

Das Berliner Unternehmen acolma wiederum erledigt athermi-sche Mikromaterialbearbeitung mittels Laser – die Herstellungvon Oberflächenstrukturen im Mikro- bis Nanometer-Bereich, dieAmorphisierung von Oberflächen, das Bohren von Mikrokanälen.Und Crystalix hat sich auf Glasinnengravuren spezialisiert, dieman mit selbst entwickelten Maschinen durchführt. So lassen sichdreidimensionale Porträts, Firmenlogos und andere Motive gra-vieren.

Wer liefert Materialien und Bauteile?

Wo viele Laser produziert werden, da fehlen natürlich auch dieje-nigen nicht, die Peripherie im Angebot haben. So befindet sichmit der APE - Angewandte Physik & Elektronik GmbH der interna-tionale Marktführer für Komponenten und Systeme in der Ultra-fast-Lasertechnologie in Berlin. Das Produktspektrum reicht vonAutokorrelatoren über Komponenten zur Wellenlängenkonversi-on bis zu Spektrometern, von Akustooptik bis zu optisch-parame-trischen Oszillatoren. Auf Komponenten für die Steuerung undKontrolle von Laseranlagen hat sich auch Sensor- und Lasertech-nik Bohmeyer spezialisiert. Zum Angebot gehören unter anderemSensoren für Impulslaser, Anzeigegeräte zur Messung der Im-pulsenergie, Power- und Energiemessköpfe für VUV-Laser.

OsTech�Laserdioden-�und�Peltiertreiber�© OsTech GmbH

Laserdioden- und Peltiertreiber sowie modulare Kombinationendaraus bietet Ostech an. Alle OsTech-Treiber besitzen eine ein-heitliche Bedienschnittstelle, unabhängig von Strom- und Span-nungsbereichen. Laser können daher ohne Änderung der Schnitt-stelle entsprechend der Anwendung frei skaliert werden.

Mit Berliner Glas befindet sich einer der weltweit führenden An-bieter optischer Schlüsselkomponenten, Baugruppen und Syste-me in der Hauptstadt. Man fertigt Linsen, Prismen, Gitter und an-dere Komponenten im Reinraum und liefert komplette optische,opto-elektrische und opto-mechanische Systeme.

Mittels�diffraktivem�opti-schem�Element�projiziertesStreifenmuster,�z.B.�für�An-wendungen�in�der�3D-Mess-technik�© Holoeye Photonics AG

5.1.1 Lasertechnik

44

Holoeye entwickelt und produziert diffraktive optische Elemente,die u.a. in der 3D Messtechnik eingesetzt werden, sowie Kompo-nenten zur Modulation von Amplitude und Phase. Kristallkompo-nenten, unter anderem für den Bau von YAG:Nd- und YAG:CR-La-sern vertreibt die ebenfalls in Berlin ansässige Crystal GmbH.Neben aktiven und passiven Laserkomponenten bietet Crystalauch die Vorfertigung von Baugruppen an. Komponenten für dieLaseroptik entwickelt und konstruiert auch Ekos, unter anderemAchromate und Lichtschnittoptiken.

Diffusionsgebondete�Kristalle�© Crystal GmbH

Auch wer fiberoptische Komponenten benötigt, kann in Berlin-Brandenburg unter mehreren Anbietern wählen. Frank Optic Pro-ducts zum Beispiel ist spezialisiert auf Faseroptiken, Reflektoren,Lichtleiterkabel, Saphir- und Quarzoptik. Man entwickelt Systemefür Laser- und Medizintechnik, Automobilindustrie, Signaltechniksowie Beleuchtungstechnik. Frank entwirft darüber hinaus Strahl-führungssysteme zur Projektion und Displaytechnologie.

Aktiv�gekühlter�HighPower�Connector�für�Laseranwendungenin�der�Materialbearbeitung�© FCC FibreCableConnect GmbH

FCC FibreCableConnect GmbH bietet die Konfektionierung vonGlasfasern für Laseranwendungen vom Entwurf über den Proto-typenbau bis hin zu Serienfertigung. Komponenten für die spe-ziellen Anforderungen von Lasermedizin hat FCC ebenso im An-gebot wie Kabel mit aktiver Kühlung für Leistungen bis einemKilowatt.

Mit Leoni Fiber Optics unterhält ein weiterer europäischer Bran-chenführer in Berlin eine Niederlassung. Leoni bietet Fasern, Fa-serbündel und Fasersonden in verschiedensten kundenspezifi-schen Ausführungen, dazu periphere Komponenten.

Und optische Fasern und Fasersysteme sind auch das Geschäfts-feld von A.R.T. Photonics. A.R.T.-Produkte werden unter anderemin der Spektroskopie eingesetzt, für Biopsien und in der Laserme-dizin.

Die Fisba Photonics wiederum ist deutsche Tochter der SchweizerFisba Optik. Man siedelte sich in Adlershof an, der vielen Kompe-tenzen in der Nachbarschaft wegen. Ziel ist, die Systemkompe-tenzen von Fisba im Bereich innovativer Laserstrahlformungsop-tik und Ansteuerungselektronik für anspruchsvolle industrielleAnwendungen zu verstärken. Mit einem Entwicklerteam betreibtman zum einen Grundlagenforschung, bietet aber auch Machbar-keitsstudien, experimentelle Untersuchungen, Konstruktion undEntwicklung sowie Labormuster und Prototypen an. Insgesamtlässt sich externes Know-how in der Region leicht einkaufen.Freie Entwickler, wie zum Beispiel Optikexpertisen Dr. Volker Raab helfen dabei, geeignete Systeme zusammenzustellenund zu optimieren.

Gemeinsam stark – Netzwerke zur Lasertechnik

In den letzten Jahren hat sich eine Vielzahl von Netzwerkstruktu-ren für die Lasertechnik in der Hauptstadtregion gebildet, die Un-ternehmen und Forschungseinrichtungen den Zugang zu Res-sourcen wie Wissen oder Kapital, sowohl auf lokaler als auchinternationaler Ebene, erleichtern soll.

So bildet die Lasertechnik sowohl innerhalb des Berlin-Branden-burger Clusters Optik, als auch beim Kompetenznetz OpTecBB ei-nen Schwerpunkt. Auch das Netzwerk PhotonikBB räumt der Lasertechnik breiten Raum ein und setzt entsprechende Themen-schwerpunkte wie den Einsatz von Lasern in der Solarindustrie.Und dem Laserverbund Berlin-Brandenburg dient die Leiden-schaft seiner Macher als Motor: Man organisiert Vorträge und Ta-gungen, sieht sich Innovative und Große der Branche vor Ort anund schafft Gelegenheiten, die die Akteure der Branche ins Ge-spräch bringen. Denn auch Erfahrungsaustausch und Brainstor-mings gehören zu den Stärken der Laser-Region Berlin-Branden-

burg. Einen detailliertenÜberblick zur Lasertechnik in Berlin-Brandenburg liefertauch der, 2010 von der TSB In-novationsagentur Berlin veröf-fentlichte, TechnologiereportLasertechnik, welcher unterwww.tsb-optik.de zum Down-load steht.

Report�Lasertechnik�in�Berlin-Brandenburg�2010© TSB Innovationsagentur BerlinGmbH

Kontakt:Prof. Dr. Eberhard StensTSB Innovationsagentur Berlin GmbHTel.: 030 / 46302 440E-Mail: stens@tsb-berlin.de

Report 2010

LasertechnikBerlin-Brandenburg

5.1.1 Lasertechnik

45

„Ohne Laser ist eine fortschrittliche Industrie nicht mehr denkbar“Interview mit Prof. Dr. Hans Joachim Eichler zur Lasertechnik

Der Laser ist aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken, undihm wird eine große Zukunft vorausgesagt. Welche Entwicklungen se-hen Sie aus heutiger Sicht, in einem Zeitraum von 20–50 Jahren?

Laser sind Schlüsselkomponenten für die Optik und Elektronik,die zum umfassenden Technologiefeld Photonik verschmelzen.Von zunehmender Bedeutung sind wegen Effizienz, Zuverlässig-keit und geringster Baugröße die Diodenlaser, die mit fast belie-bigen Ausgangsleistungen und Wellenlängen verfügbar werden.Die meisten Laser, mehrere 100 Millionen pro Jahr, werden zur In-formationsspeicherung auf Compact Discs, CDs und DVDs, zu-nehmend eingesetzt, ohne dass die meisten Nutzer dies bemer-ken. Weite Verbreitung ist auch für Mikroprojektoren zu erwarten,die, in kompakte Mobiltelefone integriert, Displays in Fernseh-bildgröße auf Zimmerwänden ermöglichen. In der Automobil-technik werden Laser bald als Scheinwerfer eingesetzt. Zur Mate-

rialbearbeitung verdrängen Diodenlaser die klassischen Gas- undFestkörperlaser. Eine besonders weit in die Zukunft reichende, po-tenzielle Anwendung ist die laserinduzierte Kernfusion. Dabeiwird im Gegensatz zu Atomreaktoren nur wenig Radioaktivität er-zeugt, sodass eine neue Generation sicherer Kraftwerke hoherelektrischer Leistung möglich wird, die als Brennstoff nur Schwe-res Wasser benötigen.

Photonik gilt als Querschnittstechnologie. In welchen Branchen wer-den Laser dem technologischen Entwicklungsstand entsprechend ein-gesetzt, wo gibt es noch Potenzial?

Deutschland ist Weltmarktführer bei der Herstellung und dem Ein-satz von Lasergeräten für die Materialbearbeitung und die Mikro-strukturierung. Diesen hohen Entwicklungsstand gilt es auszu-bauen. Berlin und Brandenburg müssen sich dabei im nationalenund internationalen Wettbewerb noch besser positionieren unddie industrielle Produktion steigern. In der hervorragenden Berli-ner Medizintechnik sehe ich die Chance und Aufgabe, die vor-handenen Laser-Aktivitäten zu bündeln und eine Spitzenstellungmit hoher wirtschaftlicher Bedeutung zu erarbeiten.

Welche Rolle spielt die Lasertechnik als Querschnittstechnologie fürdie Entwicklung des Industriestandorts Berlin-Brandenburg?

Lasertechnik wird in den unterschiedlichsten Bereichen einge-setzt und hat daher auch starken Einfluss auf andere Technolo-gien und Cluster. In der Informations- und Kommunikationstech-nik werden Laser als Sender für die schnelle Datenübertragungüber Glasfasern eingesetzt, die in den nächsten Jahren dicht bisan die Häuser und Wohnungen der Nutzer herangeführt werdensollen, was eine weitere Massenanwendung der Diodenlaser dar-stellt. Diese finden aber auch neuartige Anwendungen im Ma-schinenbau und der Mikrosystemtechnik, in den Gesundheits-technologien und in der Mess- und Sensortechnik. Laser werdenauch zur Herstellung von Solarzellen und Batterien zur Speiche-rung elektrischer Energie bedeutend. Ohne Laser ist eine fort-schrittliche Industrie nicht mehr denkbar.

Welche Projekte beschäftigen Sie an der TU gegenwärtig besonders?

Wir konzentrieren uns auf Nahinfrarot-Laser um 1,5 µm mit höhe-ren Leistungen, um Anwendungen zur wirkungskontrollierten La-serchirurgie, zum Schweißen von Kunststoffen und zum Nach-weis umweltrelevanter Treibhausgase vorzubereiten. Danebenentwickeln wir Wellenleiter sowie Modulatoren auf Siliziumbasisund befassen uns mit der Integration von dielektrischen Schicht-systemen auf Glasfaserendflächen.

Das Interview führten Markus Wabersky und Arild Eichbaum

Prof.�Dr.�Hans�Joachim�Eichler� ist Leiter der Lasergruppeam Institut für Optik und Atomare Physik (IOAP) der Techni-schen Universität Berlin und Geschäftsführer der LMTB. Sei-ne technischen Kompetenzen betreffen die Entwicklung vonDioden- und Festkörperlasern, nichtlineare Optik, stimulier-te Raman-Streuung und Phasenkonjugation sowie Spektro-skopie mit ultrakurzen Laserpulsen zum Nachweis und zurUntersuchung von Molekülen und biologischen Prozessen.Weitere Projekte sind die Herstellung und Charakterisierungvon dielektrischen Schichtsystemen für Spiegel und Filter,Glasfasertechnologie sowie Silizium-Nanophotonik. © Foto: TU Berlin/Wolkenstein

46

5.1.2 Lichttechnik

Internationale Ausstrahlung Frank Lerch, Gerrit Rössler, Kai Kolwitz

Spannende Zeiten für diejenigen, die beruflich mit Licht umge-hen. Denn die Branche ist im Wandel: Traditionelle Leuchtmittelwie Glühlampen treten in den Hintergrund, neue Technik aufHalbleiterbasis erobert sich immer neue Anwendungsgebiete.Die Lichttechnik ist eine Zukunftstechnologie mit erheblicherWachstumsrate und hoher Exportquote. Rund sechs MilliardenEuro werden in Deutschland mit Lampen und Leuchten umge-setzt.

Und Berlin-Brandenburg gehört zu den Regionen, die dabei amhellsten leuchten: Rund 3.000 Menschen arbeiten hier in derBranche. Nicht wenige davon verdienen ihr Geld mit der Entwick-lung von Lichtquellen der Zukunft. Wo sollte das auch besser mög-lich sein, als in einer Region, die zu den ersten weltweit gehörte,in denen ein Schalterdruck genügte, um es hell werden zu lassen?

„Stadt des Lichts“ mit langer Tradition

Wie die Optischen Technologien im Allgemeinen, so hat auch dieLichttechnik eine lange Tradition in der Hauptstadtregion (vgl.auch Kapitel 3). Bereits in der Mitte des 19. Jahrhunderts produ-zierten Unternehmen in Berlin erfolgreich Leuchten für den Gas-und Petroleumbetrieb.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts stieg die ursprünglich als „Tele-graphen Bau-Anstalt von Siemens & Halske“ gegründete Firma indas Geschäft mit dem Licht ein, in dem sich zunehmend auf Elek-trizität basierende Lösungen durchzusetzen begannen. Einer dergrößten Konkurrenten, die von Carl Freiherr Auer von Welsbachgegründete Deutsche Gasglühlicht Aktiengesellschaft, war spe-zialisiert auf die Herstellung von Gasglühlampen mit Osmiumfä-den und hatte seinen Sitz ebenfalls in Berlin.

Nach dem Ersten Weltkrieg schlossen sich die beiden Wettbewer-ber dann zusammen. Gemeinsam mit der AEG bündelten sie ihreAktivitäten rund ums Licht in einem Unternehmen, das noch heu-te am Standort arbeitet: Osram. Zusammengesetzt war der Nameaus „Osmium“ und „Wolfram“, zwei gängigen Materialien für dieGlühfäden von Lampen. Osram entwickelte sich in der Folge zumGlobal Player in Sachen Licht, eine Stellung, die das Unternehmenbis heute einnimmt.

Heute ist Osram eine 100-prozentige Siemens-Tochter. Aber im-mer noch ist Berlin einer der größten Osram-Standorte und dieHeimat des Bereichs „Specialty Lighting“: In Spandau entstehenHochdruckentladungs- und andere Speziallampen zum Beispielfür Projektoren, Schaufenster und Straßen oder die Beleuchtungvon Studios und Filmsets, für die Osram doppelt Oscar-prämiertist. Auch LEDs für spezielle Anwendungen und Leuchtmittel fürXenonlicht im Auto kommen aus dem Werk an der Nonnen-

dammallee. Neben Entwicklung und Produktion finden sich hierMarketing- und Vertriebsabteilungen, ein Logistikzentrum und ei-ne unternehmenseigene Spezial-Maschinenentwicklung. Mit et-wa 1.700 Mitarbeitern zählt Osram zu den größten Arbeitgebernin der Stadt.

Städte weltweit leuchten lassen

Berlin war Vorreiter in Sachen elektrischer Beleuchtung. Da kannes kaum wundern, dass namhafte Designer und Hersteller vonLeuchten und Lichtsystemen zu den Aktivposten der Lichttechnikin der Region gehören. Zum Beispiel Semperlux: Von originalge-treuen Reproduktionen historischer Vorbilder bis zu extravagan-ten Formen und Designs für Außen- und Innenbeleuchtung reichtdas Spektrum des Unternehmens. Mit weltweit über 400 Mitar-beitern produziert man in Berlin und Brandenburg Leuchten undgestaltet Konzepte und Designs für öffentliche Räume und Fir-mengebäude.

Lichtlinien�ganz�ohne�Unterbrechungen�in�der�School�of�Ameri-can�Ballett,�New�York�© Semperlux AG

So strahlen Semperlux-Leuchten in Beverly Hills genauso wie aufder Londoner Oxford Street oder in der School of American Balletin New York. Man reproduzierte die historischen Hardenberg-Kandelaber für den Kurfürstendamm und die Schupmann-Kande-laber vor dem Brandenburger Tor. Im Bundeskanzleramt sorgenSemperlux-Produkte ebenso für Helligkeit wie im Harley-David-son-Museum in Milwaukee, USA. Übrigens stammt auch der Un-ternehmensname aus der Berliner Geschichte: 1948 wurde Sem-perlux gegründet und produzierte zunächst Batterien, die gegendie Stromsperren der Berlin-Blockade helfen sollten. „Semperlux“heißt „immer Licht“.

Auf ähnlichem Gebiet ist auch die Franz Sill GmbH aktiv. Leuchtenund Strahlersysteme des 1954 gegründeten Unternehmens illu-minieren Berliner Ikonen wie Brandenburger Tor oder Siegessäu-le genauso wie den Plenarsaal des Europarates in Strasbourg oder

47

5.1.2 Lichttechnik

die Nelson Mandela Bridge in Johannesburg. Rund 120 Mitarbei-ter produzieren und vertreiben von Berlin aus ein breites Spektrum an lichttechnischen Erzeugnissen, unter anderemHochleistungsscheinwerfer und -strahler, LED-Strahler, Innen-raumstrahler, Bodeneinbaustrahler oder Industrieleuchten.

Ein weiterer Berlin-Brandenburger Leuchtenhersteller ist die Fir-ma Berlux-Leuchten, die 1989 von der baden-württembergischenRIDI-Gruppe übernommen wurde. In Zeuthen werden heute Licht-leisten, Downlights und Wannenleuchten produziert, außerdemstellt man Komponenten für die anderen RIDI-Werke her. Undauch die Hellux Construktions-Licht GmbH ist ein Berliner Traditi-onsunternehmen, das bereits seit 1891 existiert. Im Werk in Laat-zen und der Lichtmanufaktur am Berliner Standort in der Nuns-dorfer Straße entstehen technische und dekorative Leuchten undLaternen, Lichtstelen sowie andere Beleuchtung für Wege undBahnanlagen, die in ganz Europa eingesetzt werden. Die Veolia-Tochter Citelum wiederum befasst sich mit Konzeption, Betriebund Unterhalt von öffentlicher Beleuchtung sowie von Signal-und Verkehrsleittechnik.

Berlin-Brandenburg schafft weltweit Atmosphäre

In den letzten Jahren hat sich Berlin zu einer der Design-Haupt-städte weltweit entwickelt. Auch im Bereich Licht-Design sind vie-le Kreative, Industriedesigner und Lichtplaner tätig und machenBerlin zu einem Zentrum dieser Aktivitäten. So erarbeiten etwadie Mitarbeiter der Kardorff Ingenieure Lichtplanung Beleuch-tungskonzepte für Museen, Einkaufszentren, Bars, Bürogebäudeund andere öffentliche Orte. Von Kardorff stammen zum Beispieldie Lichtkonzepte für die Dubai Sports City, das Beijing Automo-bil Museum oder die Gläserne Manufaktur von VW in Dresden –und nicht zuletzt für das Brandenburger Tor.

Auch das Studio Dinnebier ist spezialisiert auf die Gestaltung vonund mit Licht: Man befasst sich mit Lichtplanung und dem Pro-duktdesign von Leuchten. Stars der internationalen Architektur-szene greifen gern auf die Berliner zurück. Auf der Referenzenli-ste stehen unter anderem Daniel Libeskind, Norman Foster,Tabanlioglu Architects oder Sunder-Plassmann Architekten.

Dabei sind Kardorff und Dinnebier nur zwei von vielen guten Na-men aus Berlin-Brandenburg. So entwarf Lichtvision Design & En-gineering das Regenbogendesign des Sony-Centers am Potsda-mer Platz ebenso wie Konzepte für AIDA-Kreuzfahrtschiffe unddas Berliner Gebäude von Universal Music. Die aktuellen Projektevon Licht Kunst Licht reichen von der Telekom-Brücke in Bonn biszum ThyssenKrupp Quartier in Essen. L-Plan Lichtplanung plantBeleuchtungskonzepte für das Berliner Bundesratsgebäude eben-so wie für die Veer Towers in Las Vegas.

Im Zentrum der Halbleiter-Revolution

In der Lichttechnik vollzieht sich ein Umbruch, der fast einer Re-volution gleich kommt: Traditionelle Quellen, Glüh- und Entla-dungslampen, werden zunehmend von Licht verdrängt, das mitHilfe von Halbleitern erzeugt wird. Vor allem LEDs, also Licht emit-tierende Dioden, und ihre Verwandten, die organischen LEDs(OLED) stehen im Blickpunkt. Sie bieten hohe Energieeffizienz,

große Farbvielfalt, Stabilität, lange Lebensdauer, Brillanz und völ-lig neue Designmöglichkeiten.

Eine ganze Reihe von Unternehmen und Forschungsinstitutionenarbeitet in Berlin-Brandenburg mit an diesem Wandel: So befasstsich die PlasmaChem GmbH mit Sitz in Berlin Adlershof mitgrundsätzlichen Dingen. Das auf Nanomaterialien, Plasma- undUltradünnschicht-Technologien spezialisierte Unternehmenforscht an winzigen Halbleiterkristallen, so genannten Quanten-punkten oder Quantum Dots. Diese sind in der Lage, Licht einerWellenlänge zu absorbieren und dafür das einer anderen abzuge-ben – abstimmbar nach gewünschter Lichtfarbe. PlasmaChem hatvor kurzem eine Synthese von superstabilen Quantum Dots unddie zugehörige Konvertermatrix entwickelt. Damit würden zumBeispiel echtgrüne LEDs mit einer Wellenlänge von 555 Nanome-tern möglich werden.

Die Firma Lumi-Con hat sich dagegen vor allem der Dimmbarkeitvon LED-Beleuchtungen verschrieben. Man entwickelt und pro-duziert eigene Dimmer, Steuergeräte und die dazu passendenhoch effizienten LED-Leuchtkörper und Lampen für den privatenund gewerblichen Einsatz.

Lumi-Con�Dimmer© Lumi-Con Beleuchtungstechnik

FutureLED GmbH trägt das neue Leuchtmittel bereits im Namen.Das junge Berliner Unternehmen hat sich auf Speziallichtquellenfür die Industrie und medizinische Anwendungen spezialisiert.Das Unternehmen entwickelt und fertigt LED-Lichtquellen undStrahlungsmodule, die im Wellenlängenbereich von 280-1.600 nmarbeiten, also nicht nur den sichtbaren, sondern auch den ultra-violetten und infraroten Bereich abdecken.

Test�Bed�Sunlike�© FutureLED GmbH

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5.1.2 Lichttechnik

Das „Sunlike“-System des Unternehmens etwa ist eine LED-Platt-form, von der aus Licht in rund 30 verschiedenen Wellenlängenzwischen 365 nm und 1.060 nm abgegeben werden kann. So willman das Tageslichtspektrum mit möglichst hoher Genauigkeit ab-bilden, neben weiteren Anwendungen hat man dabei die Lei-stungsmessung für Solaranlagen im Blick.

LEDs, LED-Chips und Fotodioden für alle Arten der industriellenAnwendung produziert die Epigap Optronic GmbH im Inno-vationspark Wuhlheide in Berlin – als Standardprodukte oder eigens entwickelt nach Kundenspezifikationen. Dabei bietet man High-End-LED-Chips für den kompletten Spektralbereich von 280

bis 1.750 Nanometer und istspezialisiert auf die Fertigungvon kleinen bis mittlerenStückzahlen nach hohen Qua-litätsstandards.

950�nm�LED�Chip�bei�4A�Puls-strom�© Epigap Optronic GmbH

LED-Technik von Epigap kommt unter anderem in der Sensorik, Si-cherheitstechnik, Medizin- und Biotechnologie zum Einsatz. Au-ßerdem fungiert das Unternehmen als Kooperationspartner derJenoptik Polymer Systems, die in Berlin ebenfalls optische Bau-elemente fertigt: unter anderem optoelektronische Chips, Leucht-dioden, Fotodioden und Punktstrahler.

Auch OSA Opto Light produziert in Wuhlheide LED-Chips, -modu-le und -lampen als Standardprodukte und nach speziellen Kun-denspezifikationen. Das Spektrum reicht vom ultravioletten bis inden Infrarotbereich, von 350 bis 1.080 Nanometer.

Auch Licht muss vermessen werden

Natürlich dürfen da, wo so intensiv die Lichttechnik der Zukunftentwickelt wird, auch Firmen nicht fehlen, die die Ausrüstung her-stellen, mit der sich Lichtquellen selbst vermessen lassen. So hatmit Optronik einer der führenden Hersteller und Anbieter von

Goniophotometer�© Optronik Berlin GmbH

Lichtmesstechnik in Europa seinen Sitz in Berlin. Man bietet dasganze Spektrum der Licht-, Strahlungs- und Farbmesstechnik undkann bei Bedarf komplette Lichtmesslabore ausliefern, etwa fürAutozulieferer oder Leuchtenhersteller.

Auch PRC Krochmann ist auf dem Gebiet Lichtmesstechnik aktiv– wie der Name des Unternehmens schon sagt, denn „PRC“ stehtfür Photometrie, Radiometrie und Colorimetrie. PRC Krochmannliefert an Forschungsinstitutionen und industrielle Produzentenwie auch an Planer und Betreiber großer Beleuchtungsanlagen.Das Lieferprogramm umfasst Messtechnik genauso wie die benö-tigte Software und Normal-Lampen für die Kalibrierung.

Weitere Anbieter von Lichtmesstechnik mit Sitz in Berlin sind LMTLichtmesstechnik sowie Czibula & Grundmann. Auch diese bei-den liefern das komplette Spektrum an Technik und Software fürprofessionelle Lichtmessungen. Czibula & Grundmann plante undlieferte etwa eine 40 Meter lange Photometerbank, die von derPhysikalisch-Technischen Bundesanstalt eingesetzt wird. LMT hälteine spezielle Version seiner LIMES-Lichtmess-Software für dieBedürfnisse der Automobilindustrie bereit.

Hinzu kommen diejenigen, die als hoch spezialisierte Anbietervon Berlin-Brandenburg aus ihre Produkte anbieten. Kowalski Un-terwasserlampen zum Beispiel, die Unterwasserscheinwerfer undXenon-Taucherlampen im Angebot haben. Oder Kaufel Stromver-sorgungssysteme, wo man sich auf die Produktion von Notstrom-und Notlichtanlagen spezialisiert hat.

LEDs und Gestaltung – Forschung in der Region

Unterfüttert wird die vielfältige und innovative Unternehmens-landschaft der Region von einer Fülle von Institutionen, die hierForschung auf lichttechnischem Gebiet betreiben.

Zu nennen wäre hier vor allem das Fachgebiet Lichttechnik derTechnischen Universität Berlin. Es zählt zu den ältesten seiner Art.Heute wie damals hat es besondere Bedeutung für die akademi-sche Ausbildung von Ingenieuren und die Nachwuchssicherungder lichttechnischen Industrie. Die Lehre umfasst Themen wieLichtquellen, Lichtmesstechnik, die Innen-, Außen- und Kfz-Be-leuchtungstechnik, physiologische Optik, Tageslichttechnik undFarbmetrik. Die aktuellen Forschungsschwerpunkte liegen in den

Spektrallampe�mit�Quecksilberfüllung�© TU Berlin

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5.1.2 Lichttechnik

Bereichen Lichtqualität und Energieeffizienz, Verkehrssicherheitund Wirtschaftlichkeit, gesundheitsfördernde und altersgerechteBeleuchtung sowie der Entwicklung von Werkzeugen für Messun-gen und Diagnostik.

Dabei betreibt man am Fachgebiet Lichttechnik sowohl Grundla-gen- als auch anwendungsorientierte Forschung. Das weite Spek-trum der Forschungsaktivitäten zeigen aktuelle Arbeiten. In die-sen geht es um so unterschiedliche Themen wie die Erfassungund die Beseitigung von Innovationshemmnissen beim Solid-State-Lighting auf der einen Seite, also der Weiterentwicklungvon Lichtquellen auf Halbleiter-, organischer oder Polymerbasis.Auf der anderen Seite befasst man sich mit den Auswirkungenvon Lichtverschmutzung, also der Aufhellung des Nachthimmelsdurch künstliche Quellen. Dabei kooperiert das Fachgebiet Licht-technik in der Forschung mit zahlreichen Unternehmen und Insti-tutionen innerhalb und außerhalb der TU.

»Licht�und�Design«�Prototyp�OLED�Leuchtensystem�in�Koopera-tion�mit�Osram�Opto�Semiconductors,�Projektarbeit�von�MerlinDunkel�© UdK Berlin

An der Universität der Künste (UdK) befasst man sich dagegenvor allem mit Licht als Designelement. Das Fachgebiet „IndustrialDesign – Technologie“ der UdK unter der Leitung von Prof. Holger

Kühlkörperoptimierung�für�Hochleisungs-LED�Module,�z. B.�Unterwasserscheinwerfer�bis�250W�© OUT e.V.

Neumann steht für technisch ausgerichtetes Produktdesign. Inden Prozess integriert werden Aspekte der Produktentwicklung,

Konstruktion und Fertigung sowie die spätere Serienherstellung.Wichtiger Bestandteil ist dabei die experimentelle Auseinander-setzung mit Licht. In der Lehre werden beispielsweise Seminareangeboten zu Licht und Design, Grundlagen des Leuchtendesignsund der Lichttechnik, außerdem zu Leuchtendesign im Hinblickauf neue Technologien wie LEDs und OLEDs als Lichtquellen.

An LED-Technik arbeitet man auch bei OUT e.V. („OptotransmitterUmweltschutz Technologie e.V.“). In der gemeinnützigen, eigen-ständigen Forschungseinrichtung sind kleine und mittelständi-sche Unternehmen, andere wissenschaftliche Institutionen sowienatürliche Personen organisiert. Man betreibt industrienahe undanwendungsorientierte Forschung und Entwicklung im BereichOptoelektronik, Dünnschichttechnik, Sensorik und Signalverar-beitung.

Auf dem Gebiet der Lichttechnik hat OUT bisher unter anderemHochleistungs-LEDs für den sichtbaren und infraroten Bereichentwickelt. Im Rahmen des Forschungsprojekts „Innovative Be-leuchtung für Berlin“ realisierte man außerdem einen Demon-strator für eine Gasaufsatzleuchte auf LED-Basis. Weitere Schwer-punkte liegen im Bereich der Sensorik auf LED-Basis, beiAnwendungen von LED-Technik zum Beispiel im Automobilbau,Luft- und Raumfahrt, Medizin sowie in Beleuchtungs- und Be-strahlungstechnik. Außerdem verfügt man über die nötige opto-elektronische Messtechnik, um Lichtquellen umfassend charakte-risieren zu können.

Messaufbau�zur�Analyse�eines�Hochleistungs-Excimer-Strahlersim�Rahmen�eines�F&E-Projektes�© OUT e.V.

Vom Prinzip in die Praxis

Andere kümmern sich um die vielen Detailprobleme, die im Zu-sammenhang mit der Weiterentwicklung von LED-Technik zu klä-ren sind. So forscht das Berliner Fraunhofer-Institut für Zuver-lässigkeit und Mikrointegration (IZM) an einer Fülle von Einzel-fragen: Man versucht die Wärmeabfuhr von einzelnen und ge-packten LEDs zu verbessern, müht sich darum, Leistung, Lebens-dauer und Wirkungsgrad zu steigern, sucht nach neuen Standardsfür Aufbau, Verbindung und Montage und versucht, Produktions-prozesse möglichst effizient zu gestalten. Außerdem arbeitet dasIZM an Konverter-Folien, die ein homogenes weißes LED-Licht ga-

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5.1.2 Lichttechnik

rantieren sollen. Folien für die Erzeugung von Weißlicht sind zu-meist nicht gleich dick, was zu Farbverfälschungen führt. Deshalbhat man nun einen speziellen Folienprozess entwickelt, mit demsich freistehende und komplett ebene Folien erstellen lassen. Die-se werden nicht – wie üblich – im Zuge der LED-Erzeugung appli-ziert, sondern zusätzlich aufgebracht.

Homogenes�Weißlicht�© Fraunhofer IZM

Dagegen ist das Fraunhofer-Institut für angewandte Polymerfor-schung (IAP) in Potsdam-Golm an Grundsätzlicherem interessiert:Die Forscher suchen nach neuen Polymermaterialien und Basis-prozessen, die sich für OLEDs der Zukunft nutzen lassen. Dabeikooperiert man mit anderen Fraunhofer-Instituten und Partnernaus der Wirtschaft, um von der Grundlagenforschung bis hin zurEntwicklung von Verfahren für die Herstellung von komplettenOLED-Displays das ganze Spektrum in diesem Bereich abdeckenzu können.

Auch das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfre-quenztechnik (FBH) ist in Sachen LED-Technik aktiv. Hier steht vorallem die Entwicklung von Leuchtdioden für den ultraviolettenWellenlängenbereich von 400 bis unter 250 Nanometer im Blick-punkt. Die Forschungsarbeiten sind motiviert durch eine Vielzahlan Anwendungen, die sich mit solchen Bauelementen realisierenlassen. Licht der genannten Wellenlängen könnte unter anderemdazu benutzt werden, um Wasser und Lebensmittel zu entkeimen,es könnte in der Kommunikationstechnik ebenso eingesetzt wer-den wie in industriellen Produktionsprozessen, in Medizintechnik,

UV-LEDs�auf�Galliumnitridbasis�zur�Anwendung�in�der�Wasser-desinfektion�© FBH/Schurian

Sensorik oder Bioanalytik. Erste LEDs, die Licht einer Wellenlängevon 375 Nanometer mit einer Ausgangsleistung von mehr als vierMilliwatt emittierten, konnten bereits demonstriert werden. ImMoment arbeitet man daran, sich sukzessiv kürzeren Wellenlän-gen anzunähern.

LEDs für den ultravioletten Bereich sind auch eins der Themenvon Berlin WideBaSe, in der das FBH unter anderem mit der TUBerlin sowie den Unternehmen eagleyard Photonics, LayTec, OSAOpto Light, Osram und Jenoptik Polymer Systems kooperiert. Zieldes Verbunds ist es, optoelektronische und elektronische Bauele-mente auf Basis breitlückiger Halbleiter zu entwickeln. „WideBa-Se“ steht für Wide-Bandgap-Semiconductors.

Im diesem Rahmen arbeitet man unter anderem an der Entwick-lung einer Punktstrahler-Quelle für den Bereich von 360 bis 365Nanometer in Form eines Systems, in das die Linse zur Vorkolli-mation bereits integriert ist. Weitere Einzelprojekte befassen sichmit Leistungs-LED-Chips für den Wellenlängenbereich von 300bis 350 Nanometer, mit Verlustleistungen von 1,5 Watt sowie mitder Entwicklung und Evaluierung von Gehäusen und optischen Sy-stemen für UV-LEDs.

Wissen miteinander teilen

Darum, die vielfältigen lichttechnischen Aktivitäten der Region zukoordinieren und zu vernetzen, kümmert sich eine ganze Reihevon Initiativen. So verfügt der Optik-Branchenverband OpTecBBüber einen Schwerpunkt Lichttechnik, der unter anderem mit derBerlin-Brandenburger Sektion der Lichttechnischen Gesellschaft(LiTG) und dem Förderverein für Lichttechnik an der TU Berlin zu-sammenarbeitet.

Gemeinsam organisiert man Erfahrungsaustausche und Work-shops, in denen zum Beispiel innovative Beleuchtungskonzeptedurch den Einsatz von LED-Technik thematisiert werden. Auch For-schungseinrichtungen wie OUT e.V., das Fraunhofer IZM oder dasFraunhofer IAP und Unternehmen wie FutureLED oder Semperluxorganisieren Seminare und Expertengespräche – die gute Zusam-menarbeit ist eine der größten Stärken der Region, die von denAkteuren stark gefördert wird.

Berlin war und ist die Stadt des Lichts. Und die Fülle der in der Re-gion vorhandenen Kompetenzen dürfte sich kaum irgendwo einzweites Mal auf so engem Raum finden lassen.

Kontakt:�Prof. Dr. Stephan VölkerInstitut für Lichttechnik, TU BerlinTel.: 030 / 314 22277E-Mail: stephan.voelker@tu-berlin.de

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5.1.2 Lichttechnik

„Berlin ist die deutsche Wiege der elektrischen Beleuchtung“Interview mit Prof. Dr. Stephan Völker zur Lichttechnik

Berlin-Brandenburg ist bei Wissenschaft und Forschung in vielen Bereichen gut bis sehr gut aufgestellt. Danach wird die Wertschöp-fungskette jedoch oft unterbrochen. Wie ist die Situation bei der Licht-technik in der Region und welche Verbesserungen wären wünschens-wert?

In Berlin – damals geschmückt mit dem Beinamen Elektropolis –stand vor über einhundert Jahren die deutsche Wiege der elektri-schen Beleuchtung. In der durch riesige Produktionskapazitätenund naturwissenschaftlich-technische Spitzenleistungen gepräg-ten Elektrotechnikhauptstadt Europas erfolgte zum Ende deszweiten Weltkrieges sowie während und nach der 45-jährigen Tei-lung Deutschlands ein erheblicher Schrumpfungsprozess dereinstmals 600.000 Industriearbeitsplätze.

Als gegenwärtiger Bestand auf dem Gebiet der Lichttechnik exi-stieren Osram-Berlin als Großproduktionsstandort für Gasentla-dungslampen (mit zugehörigen Forschungs- und Entwicklungs-kapazitäten) sowie mehrere mittelständische Firmen der Licht-messtechnik und Leuchtenhersteller. Unsere gegenwärtige Zu-sammenarbeit von Wissenschaft und Forschung mit der Wert-schöpfungskette ist überwiegend überregional orientiert, wobeiauch eine direkte Kooperation mit den oben genannten Firmengepflegt wird.

Die angekündigte Energiewende und das sich ausweitende Glühlam-penverbot leisten alternativen Beleuchtungskörpern Vorschub. LEDgelten dabei als Favoriten. Welche Entwicklungen und technischenNeuerungen gibt es in diesem Bereich?

Mit der ersten Leuchtdiode startete 1968 eine Entwicklung, diesich durch ständige Innovationen – unter Verdrängung her-kömmlicher Lichtquellen – immer neue Anwendungsfelder, nunauch in der Allgemeinbeleuchtung, erschließt. Als jüngste Krea-tionen werden inzwischen von führenden Herstellern Typen an-geboten, die z.B. bei Leistungsumsätzen von 12 W Lichtströmeherkömmlicher 75-W-Glühlampen erreichen. Einer breiten Ein-führung steht trotz ihrer Lebensdauer von 25.000 Stunden nurnoch der Preis von circa 40 Euro entgegen.

Da durch zunehmenden Konkurrenzdruck mit schnellen Weiter-entwicklungen gerechnet werden kann, ist eine baldige Ablösungder bisherigen Energiesparlampen mit gefalteten Leuchtstofflam-penentladungsrohren absehbar. Die Farbwiedergabequalität unddie Farbtemperatur können durch die verwendeten Leuchtstoffein weiten Grenzen variiert werden, so dass sich prinzipiell auchfür sehr anspruchsvolle Beleuchtungssituationen das passendeLicht erzeugen ließe. Die Gefahren durch den in Entladungslam-pen enthaltenen Giftstoff Quecksilber wären damit ebenfalls be-seitigt.

OLED – organische LED gelten als Zukunftstechnologie mit völlig neu-en Anwendungsmöglichkeiten. Wie ist der Stand der Entwicklung undwelche Anwendungen sind damit in Zukunft denkbar?

Obwohl seit vielen Jahren als revolutionierend angekündigt, wirddie Beleuchtungstechnik noch einige Jahre auf die „LeuchtendenTapeten” warten müssen. Weißes Licht wird bei OLED-Flächen-strahlern ohne Leuchtstoffe durch übereinander gestapelte Emis-sionsschichten für die drei Grundfarben erzeugt. Die Entwicklungkämpft jedoch noch immer mit grundlegenden Problemen be-züglich Effizienz, Lebensdauer und Herstellungskosten. FührendeLichtquellenproduzenten präsentieren schon seit mehreren Jah-ren öffentlich Versuchsmuster. Seit 2010 auch kommerziell ver-fügbar ist der Typ Orbeus von Osram. Eine große Produktionsan-lage wird gegenwärtig von der Firma Philips in Aachen errichtet.Ob in den nächsten Jahren eine milde Innenraumbeleuchtung mitFlächenlichtquellen um sich greifen wird, erscheint jedoch eherunwahrscheinlich.

Das Interview führten Markus Wabersky und Arild Eichbaum

Prof.�Dr.�Stephan�Völker ist seit 2008 Leiter des Fachgebie-tes Lichttechnik der Technischen Universität Berlin und seit2011 Prodekan der Fakultät IV für Elektrotechnik und Infor-matik. Er ist stellvertretender Vorsitzender der DeutschenLichttechnischen Gesellschaft. Seine Forschungsschwer-punkte sind die Licht- und Strahlungsmesstechnik, Licht-quellen, Mesopik, Licht, Gesundheit und Arbeitsleistung,energieeffiziente Beleuchtung, innovative Beleuchtungssy-steme und Tageslicht. Vor der TU Berlin war er Mitarbeiterbei der Firma Hella im Bereich der Kraftfahrzeugbeleuch-tung. Für seine Habilitation wurde ihm 2006 der DeutscheVerkehrssicherheitspreis durch Verkehrsminister Tiefenseeverliehen. © Foto: Jonas Groß

5.1.3 Optische Messtechnik und Sensorik

52

Dinge in einem anderen Licht betrachtenHenning Schröder, Gerrit Rössler, Kai Kolwitz

Das Verhalten von Licht im Kontakt mit Materie dürfte eines deruniversellsten Themen in der Physik sein. Immer entstehen Wech-selwirkungen. Die Effekte sind abhängig von der Wellenlänge deseingestrahlten Lichts, von der Beschaffenheit des Stoffes, von sei-ner molekularen Zusammensetzung, der Dicke, der Beschaffen-heit seiner Oberfläche und von vielen anderen Größen.

In der Technik spielen optische Sensoren als Signalgeber einewichtige Rolle. Die von ihnen erfassten Werte oder Zustände wer-den, meistens elektronisch verstärkt, in der zugehörigen Steue-rung verarbeitet, die entsprechende weitere Schritte auslöst.

Die Sensorikbranche in Berlin-Brandenburg zeichnet sich durcheine hohe Diversifizierung bei den Produkten und in der Kunden-struktur aus. Die Ursachen dafür sind im Wesentlichen die Vielfaltder Anwendungsgebiete und sensorischen Prinzipien sowie dieüberlagernden Trends hin zu stärkerer Miniaturisierung und Inte-gration bei zumeist hohem Kostendruck. Der Einsatz von Senso-ren wird dabei immer vielfältiger. Die Bedürfnisse nach Sicher-heit, einfacher Bedienung und Komfort treiben die Sensorik vonkomplexen technischen Anlagen im Maschinenbau, Anlagenbau,Lebensmittelindustrie, Landwirtschaft oder Militärtechnik hineinin alle Branchen bis zu den Endkundengeräten. Beispiele dafürsind Automobil, Telekommunikation, Haushaltelektronik oderMedizintechnik.

Berlin-Brandenburg ist in vielen Bereichen der optischen Mess-technik sehr gut aufgestellt. Gesondert dargestellte Schwerpunk-te sind die optische Prozessmesstechnik (Kapitel 5.1.3.1), UV- undRöntgentechnologien (Kapitel 5.1.3.2), Terahertz-Technologie (Ka-pitel 5.1.3.3) sowie Lasertechnik (Kapitel 5.1.1) und Anwendungen inder Biomedizin (Kapitel 5.1.4).

Ferne Planetensysteme verstehen

Einer der zentralen Akteure der optischen Messtechnik und Sen-sorik in der Hauptstadtregion ist innoFSPEC in Potsdam. Das in-terdisziplinäre Gemeinschaftsvorhaben des Leibniz-Instituts fürAstrophysik Potsdam (AIP) und der Universität Potsdam befasstsich mit faseroptischer Spektroskopie und Sensorik. Dabei denktman an die astronomischen Großteleskope der kommenden Ge-neration und an Beobachtungen von weit entfernten und licht-schwachen Himmelskörpern. Um Informationen zu sammeln,setzt man auf spektroskopische Vielkanalverfahren, die es er-möglichen sollen, in einem Arbeitsgang an möglichst viele Datenzu gelangen. Daneben stehen die Miniaturisierung der Kompo-nenten sowie die Entwicklung von unterstützender Technik aufdem Programm, etwa von in die Fasern integrierten Bragg-Git-tern, mit denen sich störende Spektrallinien automatisch aus-blenden lassen sollen.

Solche für die Astrophysik entwickelten Konzepte lassen sichauch in anderen Bereichen einsetzen, etwa in Medizin, Bauten-schutz oder Materialprüfung. Dazu benötigte spezielle Fasernsind ebenfalls Bestandteil der Arbeit. Innovative spektroskopi-sche Verfahren, an denen innoFSPEC forscht, sind unter anderemPhotonendichtewellen-Spektroskopie, Wellenlängenmodulati-ons-Spektroskopie und Cavity-Ring-Down-Spektroskopie.

Faseroptisches�Labor�© O. Reich (innoFSPEC)

Für Messungen an Himmelskörpern sind optische Verfahren viel-fach erste Wahl. Deshalb arbeiten auch andere Forschungsein-richtungen der Region auf diesem Gebiet. Das Institut für Plane-tenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt(DLR) forscht zum Beispiel an Spektrometern für den ferninfraro-ten Bereich. Mit Hilfe eines Laser-Altimeters an Bord einer Mond-sonde gelang es dem DLR bereits, eine Mondkarte mit vorhernicht gekannter Genauigkeit zu erstellen.

Licht verrät viel über Stoffe

Neu entdeckte Effekte in der Wechselwirkung von Licht und Ma-terie sind oft die Grundlage für neue spektroskopische Untersu-chungsmethoden. Deshalb suchen am Institut für Optik und Atomare Physik der TU Berlin mehrere Arbeitsgruppen nachMessverfahren. Etwa nach solchen, die kleinste Dimensionen undkürzeste Zeiten abbilden können. Ein Thema ist die Lasermole-külspektroskopie, weiter sind Bildsensorik und Miniaturkamerassowie Detektoren zur Meerwasseranalyse mittels Raman-Spek-troskopie im Fokus.

Auch an der Humboldt-Universität existiert eine Arbeitsgruppe,die sich mit optischer Metrologie befasst. Hier entwickelt man un-

5.1.3 Optische Messtechnik und Sensorik

53

ter anderem Komponenten für die geplante Weltraummission LI-SA, die „Laser Interferometer Space Antenna“, mit der Gravitati-onswellen von Doppelsternsystemen und Schwarzen Löchern auf-gespürt werden sollen.

Das Helmholtz Zentrum Berlin betreibt den ForschungsreaktorBER II für Experimente mit Neutronen und den Elektronenspei-cherring BESSY II, der hochbrilliante Strahlung vom THz- bis inden Röntgenbereich liefert. Beide dienen als Grundlage für eineFülle unterschiedlicher spektroskopischer Messungen, die zumBeispiel ihren Niederschlag in kommenden Generationen von So-larzellen finden sollen. Grundlagenforschung betreiben auch dasFritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft und das Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie.Das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschungentwickelt spektroskopische Messmethoden, deren Möglichkei-ten von Biotechnologie bis zu Messungen an Beton reichen.

Am Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften (ISAS) wie-derum betreibt man Grenzflächenspektroskopie und kooperiertdazu eng mit Partnern aus Forschung und Industrie. So entwik-kelte man mit dem „Elias“ ein Echelle-Spektroskop, das Wellen-längen von nur 100 Femtometern unterscheiden kann. Eingesetztwerden kann das System etwa dazu, die Güte von Laserlicht zuprüfen; kommerziell vertrieben wird die Technologie von LTB La-sertechnik Berlin. Das ISAS führt daneben eigene spektroskopi-sche Untersuchungen durch, unter anderem untersucht man somenschliche DNA.

Und noch eine Forschungs- und Prüfeinrichtung gibt es natürlich,die sich am Standort Berlin mit optischen Messmethoden befasst:die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Sie ist die deut-sche Institution in Sachen Messung, Normung und Kalibrierung.In Berlin befindet sich unter anderem der Arbeitsbereich „Medi-zinphysik und Metrologische Informationstechnik“. Hier wirdGrundlagenforschung geleistet, aber auch ganz nah an der Praxisgearbeitet.

Reagieren auf Strahlung – die Suche nach Sensor-Materialien

Wenn mit Hilfe von Licht gemessen werden soll, dann kommt Ma-terialien und Bauteilen eine große Bedeutung zu. Im Bereich sen-sorischer Forschung ist Berlin-Brandenburg auf vielen Gebieteninternational führend – und neuartige Materialien mit optischenEigenschaften sind die Grundlage für die Entwicklung neuartigerSensoren.

Die Entwicklung von Materialien für optische Technologien ist ei-ner der Arbeitsschwerpunkte des Instituts für Dünnschichttech-nologie und Mikrosensorik e.V. (IDM), das seinen Sitz in Teltowhat. Die gemeinnützige Forschungseinrichtung befasst sich mitder chemischen Synthese optischer und sensorischer Funktions-materialien, der Erarbeitung von Strukturierungs-, Verarbeitungs-und Replikationstechnologien wie auch der Entwicklung kom-pletter optischer und sensorischer Funktionselemente. Auch dasFraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) entwickelt photonischeKomponenten auf Polymerbasis. So ersann man eine integriert-optische Sensor-Plattform zur markerfreien Multiparameterana-lyse für die Bioanalytik.

Prototyp�eines�auf�Fluores-zenz�basierenden�Biosensors�© OUT e.V.

Wenn es dann darum geht,Funktionsprinzipien zu funk-tionierenden optischen Senso-ren weiterzuentwickeln, kom-men Institutionen wie dasFraunhofer-Institut für Zuver-lässigkeit und Mikrointegrati-on (IZM) oder Optotransmit-ter Umweltschutz Technologiee.V. (OUT) ins Spiel. Das IZMist Spezialist für Aufbau- undVerbindungstechnik photoni-scher Mikrosysteme, System-integration auf Wafer- und Bo-ardlevel, faseroptische Koppel-techniken und Pixeldetekto-ren. OUT hat unter anderem

auf Fluoreszenz basierende optische Biosensoren im Repertoire,mit deren Hilfe kleinste Konzentrationen von Mikroorganismen inflüssigen Medien gemessen werden können. Außerdem entwik-kelte man einen 3D-Abstandssensor, der die Eigenschaften einerDigitalkamera mit dem Flugzeitprinzip eines Laserimpulses kom-biniert. OUT implementierte auch Verfahren zur 3D-Erfassungvon Objekten, etwa zur Gesichtserkennung und Zählung von Per-sonen oder bewegten Objekten.

Messen, steuern, regeln – optische Sensoren aus Berlin-Bran-denburg

Optische Sensoren spielen als Signalgeber eine immer größereRolle, in der industriellen Anwendung wie auch in unzähligen Be-reichen, in denen automatisierte Steuerungen gefragt sind.„Smart Sensors“ tragen in sich gleichzeitig die Elektronik zur Si-gnalverarbeitung. Doch jede Anwendung verlangt ihre spezielletechnische Lösung: Geprägt ist der Markt von einer Vielfalt an Ni-schen, in den geringe Stückzahlen dominieren. In Berlin-Bran-denburg arbeiten deshalb vor allem kleine und mittlere Unter-nehmen, die eine hohe Spezialisierung aufweisen und oft eng mitden Forschungseinrichtungen der Region kooperieren.

Dabei ist das Berliner Unternehmen First Sensor mit seinen welt-weit rund 750 Mitarbeitern einer der führenden Anbieter von Spe-zialsensorlösungen. Komponenten von First Sensor detektierenDruck, radioaktive Strahlung und Licht, das Unternehmen ver-treibt seine Technik als einzelne Komponenten wie auch als Kom-plettsysteme. Neben regulären Fotodioden bietet man auch wel-lenlängenempfindliche Systeme und solche mit hoher örtlicherAuflösung. Das Unternehmen ist auf Einzelstücke ebenso vorbe-reitet wie auf Losgrößen von mehreren Millionen Stück pro Jahr.

So wurde First Sensor zu einem der wachstumsstärksten mittel-ständischen Unternehmen des Jahres 2011 in Deutschland – undakquirierte Ende 2011 die Sensortechnics-Gruppe, zu der auch dieBerliner Elbau gehört, ein spezialisierter Entwickler und Produ-zent optoelektronischer Sensortechnik.

5.1.3 Optische Messtechnik und Sensorik

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Quadranten-Fotodiode�© First Sensor AG

Auch das Mannheimer Sensorik-Unternehmen Pepperl + Fuchs istmit einem Standort in der Region vertreten. Das Werk Berlin istSpezialist für optoelektronische Sensoren und Sicherheitsanwen-dungen, nicht zuletzt befasst man sich hier mit anspruchsvollenoptischen „Time-of-Fly“-Systemen, in denen die Laufzeiten vonLaserstrahlen zu Messzwecken verwendet werden.

Sicherheitstechnik treibt die Entwicklung

Forciert wird die Weiterentwicklung von Sensorik und optischerMesstechnik oft von den Anforderungen boomender Branchen.Treiber sind zum Beispiel Photovoltaik, Medizin, Bio- und Um-welttechnologien. Aber auch die gestiegenen Ansprüche an Si-cherheitstechnik haben sich zu einer Chance für eine ganze ReiheBerliner und Brandenburger Unternehmen entwickelt.

Die iris-GmbH infrared & intelligent sensors etwa verfügt über Ex-pertise auf den Gebieten thermische Infrarotsensoren (FIR), Sen-soren im Nahen Infrarot (NIR, AIR), Time-of-flight (TOF) und Si-gnalverarbeitung. Dieses Know-how bringt das Unternehmen indie Entwicklung und Herstellung von optoelektronischen Sensor-komponenten und Produkten ein, welche insbesondere für die au-tomatische Personenzählung im öffentlichen Nahverkehr und dieGebäudeautomation eingesetzt werden.

In�den�Fahrgastzählsensoren�der�iris-GmbH�kommen�verschie-dene�Sensortechnologien�zum�Einsatz.�Der�aktuelle�IRMA�MA-TRIX�arbeitet�mit�der�3D-Time-of-Flight-Technik© iris-GmbH

Das�Design�der�pyroelektrischen�Sensorchips�wurde�speziell�aufdie�Anforderungen�der�Personenzählung�ausgerichtet.�© iris-GmbH

Produkte für den öffentlichen Personenverkehr liefert auch dieBerliner ASAS Systemtechnik. Mit Hilfe von Infrarot-Sensoren, -Kameras und -Übertragungstechnik gibt man Fahrzeugführernden Überblick über das Geschehen. Auch bei der Objektsicherungkommt ASAS-Infrarot-Technik zum Einsatz.

Hella Aglaia Mobile Vision bemüht sich darum, Zusammenstößezu vermeiden. Man gehört zu den Weltmarktführern im Bereichintelligenter optischer Sensorsysteme – vor allem für den Stra-ßenverkehr, aber auch für andere Anwendungsbereiche. Von Hel-la Aglaia Mobile Vision kommen kamerabasierte Komponenten,die mehr und mehr Standard in modernen Pkw werden, etwa Ver-kehrszeichen- und Hinderniserkennung.

Optische Sensorik im Dienst der Sicherheit kann auch einfache-ren Prinzipien folgen. Wie etwa bei den Produkten der BerlinerIdent Technologies, bei der man sich auf Zugangskontrollsystemespezialisiert hat, die auf der Basis von Fingerabdruck-Scans funk-tionieren. Oder wie bei einer Idee, die LTB Lasertechnik Berlin ge-meinsam mit Lackhersteller Lanxess und der ebenfalls in Berlinbeheimateten Gesellschaft für angewandte Informatik (GFaI) ent-wickelte. Dabei werden zu kontrollierende Flächen mit einem un-sichtbaren fluoreszierenden Lack beschichtet. Wird an einer sobehandelten Fläche manipuliert, wird die Lackschicht beschädigt.Bei der Bestrahlung fällt das auf, die Kontrolltechnik erlaubtschnelle Überprüfungen.

Die fibrisTerre GmbH wiederum, eine Ausgründung der Bundes-anstalt für Materialforschung, verwendet Faseroptik, um die Sta-bilität großer Bauwerke zu überwachen. Die Fasern werden in zuüberwachende Strukturen integriert, mit ihnen lassen sich ver-teilt Temperatur und Dehnung im Blick behalten. So erhalten Kun-den ein zuverlässiges Monitoring-System für den Einsatz in geo-technischen Strukturen, in der industriellen Sensorik und bei derÜberwachung großer Infrastrukturbauwerke, etwa Brücken oderPfeilern.

Messsysteme und Komponenten aus Berlin-Brandenburg

Hinzu kommen die vielen Unternehmen der Region, die mit ihrenoptischen Systemen und Komponenten dafür sorgen, dass in For-schungseinrichtungen und den Entwicklungsabteilungen von Un-ternehmen präzise Messungen vorgenommen werden können.

5.1.3 Optische Messtechnik und Sensorik

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So stellt zum Beispiel Picoquant in Berlin Adlershof neben weite-rer Labortechnik komplette Fluoreszenz-Spektrometer her. AuchL & M Laser- und Messtechnik in Werder/Havel ist auf dem Gebietaktiv. Noch spezieller wird es bei den Produkten des Hauses Bek-ker & Hickl. Das Unternehmen hat sich auf die Fluorescence Life-time Imaging Microscopy spezialisiert, kurz FLIM. Auch die IOM-Innovative Optische Messtechnik bietet Messsysteme für dieFluoreszenz-Analyse. Unter anderem stellt man Fluoreszenzspek-trometer mit Nanosekunden-Zeitauflösung her, Detektoren, dienative Fluoreszenzen erkennen können, sowie Technik zur Pro-zessüberwachung.

Die Optris GmbH, ebenfalls mit Sitz in der Hauptstadt, ist spezia-lisiert auf Technologie für die berührungslose Temperaturmes-sung mittels Infrarotstrahlung. Das Angebot umfasst Pyrometerfür den Hand- und stationären Betrieb sowie Infrarot-Kameras.Optris-Technik eignet sich für den Einsatz in Forschung und Ent-wicklung genauso wie für automatisierte Anwendungen in indu-striellen Fertigungsprozessen.

QuotientenpyrometerCT�ratio�1M�zum�Einsatzin�rauesten�Industrieum-gebungen�© Optris GmbH

Vor allem in der Wafer-herstellung und in der

Produktion optischer Komponenten kommt die optische Mess-technik zum Einsatz, die OEG - Optik Elektronik Gerätetechnik inFrankfurt (Oder) entwickelt und produziert. Man bietet Messmi-kroskope mit Bildverarbeitung zur dimensionellen Objektvermes-sung, Kontaktwinkelmessgeräte sowie Messgeräte für die opti-schen Parameter von Einzellinsen und optischen Systemen.OEG-Technik misst zum Beispiel Linienbreiten auf strukturiertenWafern.

Auch Askania Mikroskop Technik Rathenow versteht sich auf Mi-kroskope. Als Ergänzung für die Labor-, Stereo- und Auflicht-Mi-kroskope aus eigener Fertigung bietet man auch Zubehör undSoftware für die digitale Bildvermessung. Die Specs Surface NanoAnalysis GmbH ist ein führender Hersteller von  Komponentenund Systemen für die Oberflächenanalytik. Neben mikroskopi-schen Methoden verfügt Specs auch über langjährige Expertise

Spektrometer�mit�gekühlter�VIS�und�IR�Kamera�© Entwicklungsbüro Stresing

mit spektroskopischen Analyseverfahren, wie z.B. Photoelektro-nenspektroskopie mit Röntgen- und UV-Licht, Augerelektronen-spektroskopie und Elektronenverlustspektroskopie.

Das Berliner Entwicklungsbüro Stresing ist spezialisiert auf dieEntwicklung von CCD-Kamerasystemen für Forschung und Indu-strie. Man bietet Zeilen- und Flächenkameras für alle gängigenAnwendungen. Auch gekühlte Kameras für harte Einsatzbedin-gungen und komplette Spektrometersysteme für den Bereich vonUltraviolett bis Infrarot hat Stresing im Angebot.

Software für die optische Messtechnik schließlich ist das Kernge-schäft von Trioptics Berlin. Seit 2010 ist das ehemals zu derschweizer Fisba Optik AG gehörende Unternehmen Teil des Mess-technik-Herstellers Trioptics, Kernprodukt ist das SoftwarepaketµShape für die Interferometrie, das für eine Vielzahl von Interfe-rometertypen verfügbar ist. Außerdem befasst man sich bei Triop-tics mit Software-Entwicklung, Beratung sowie der Durchführungvon Messungen im Kundenauftrag.

µPhase®�Kompaktinterferometer�© Trioptics Berlin GmbH

Vernetzung als Erfolgsbasis

Forschung auf internationalem Spitzenniveau und Unternehmen,die innovative Antworten auf hoch spezialisierte Fragestellungenliefern – die Vernetzung von Firmen untereinander und mit derForschung ist in Berlin-Brandenburg hervorragend entwickelt.Keinen geringen Anteil daran hat OpTecBB, das KompetenznetzOptische Technologien Berlin-Brandenburg. Hier bündelt man dieAktivitäten im Schwerpunkt „Photonik für Kommunikation undSensorik“ (PhoKoS) – damit aus Ideen auch weiter Forschungs-projekte, Entwicklungen und marktfertige Produkte werden.

Kontakt:Dr. Henning SchröderFraunhofer IZMTel.: 030 / 46403 277E-Mail: henning.schroeder@izm.fraunhofer.de

5.1.3 Optische Messtechnik und Sensorik

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„Optische Messverfahren sind für die Automatisierungganzer Produktionslinien bedeutungsvoll“Interview mit Prof. Dr. Norbert Langhoff zur optischen Messtechnik und Sensorik

Optische Messtechniken werden als Messverfahren immer bedeuten-der. Welche wesentlichen Vorteile zeichnen die optischen Messtechni-ken aus? Gibt es typische Schwachpunkte?

Die optischen Messverfahren haben durch die Entdeckung des La-ser-Prinzips und dessen vielfältigen Einsatz in technischen Anla-gen sowie Konsumgütern eine enorme Erweiterung erfahren. Dasbetrifft neue Messmethoden, die Messproduktivität, die Messge-nauigkeit sowie die Messwertauflösung gleichermaßen.

Sehr bedeutungsvoll ist der zunehmende Einsatz optischer Mess-verfahren und Geräte im prozessnahen Bereich als Voraussetzungfür die Automatisierung ganzer Produktionslinien in der Industrie.Sie zeichnen sich insbesondere durch eine berührungslose undzerstörungsfreie Technik aus. Als typische Schwachpunkte tretenhäufig die begrenzte Lebensdauer der Lichtquellen, der Preis vonLasern sowie der Einfluss atmosphärischer Störungen wie z.B.Feuchtigkeit oder Staub auf.

In welchen Bereichen werden optische Messtechniken schon jetzt aufbreiter Ebene eingesetzt? Gibt es auch kommerzielle Nutzer aus derHauptstadtregion und für welche Aufgaben setzen diese die Techno-logien ein?

Der Maschinenbau, die Halbleiterindustrie, der Automobilbau u. a. in ihrer ganzen Breite und insbesondere alle NC-gesteuertenAnlagen sind auf optische Messtechniken angewiesen. In Berlin-Brandenburg existieren eine Reihe von Großfirmen wie Siemens(Generatorenbau), BMW (Motorräder), Mercedes-Benz (Verbren-nungsmotoren), Rolls-Royce (Strahltriebwerke für Flugzeuge), diein vielfältiger Weise sowohl in der Fertigung als auch in der Qua-litätskontrolle optische Verfahren nutzen.

Wie sind Forschung und Wissenschaft aus Berlin-Brandenburg beiden optischen Messtechniken aufgestellt? In welchen Bereichen sinddie Einrichtungen führend, wo besteht Verbesserungsbedarf?

Mit dem gemeinnützigen Verein OpTecBB hat sich in den zurück-liegenden mehr als 10 Jahren in der Region Berlin-Brandenburgein Netzwerk entwickelt, das in vielfältiger Weise Mitglieder ausForschung, Entwicklung und Fertigung vereint. In der Grundla-genforschung ist auf dem Gebiet der Ultrakurzzeit-Methoden(Femtosekunden) das Max-Born-Institut in Berlin-Adlershof welt-weit führend. Ein gutes Beispiel für diese Vorrangstellung ist dieerste laserplasmagestützte fs-Röntgenquelle, die gemeinsam mitdem IfG Institute for Scientific Instruments GmbH bis zur Markt-reife entwickelt wurde. Eine besonders hohe Konzentration vonForschungspotenzial wie HZB, PTB, BAM, MBI, TU und Unterneh-men findet man in unserer Region auf dem Gebiet der Röntgen-physik und –technologie.

In der Hauptstadtregion fehlen oft die Unternehmen, die bedeutendeEntwicklungen aus Forschung und Wissenschaft auf dem Markt plat-zieren. Wird das Gründungspotenzial im Bereich der optischen Mess-techniken voll ausgereizt und wo gibt es Verbesserungsmöglichkei-ten? Auf welche Weise können sich auch kleinere Firmen national undinternational behaupten?

Der Wissenstransfer zwischen Forschungseinrichtungen und Un-ternehmen konnte in den letzten Jahren erheblich intensiviertwerden. Gute Beispiele findet man in Berlin-Adlershof und Berlin-Buch. Seitens der TSB Technologiestiftung Berlin wurde dieserProzess tatkräftig unterstützt. Dennoch sind die Möglichkeitenbei weitem noch nicht ausgeschöpft. Es wäre erstrebenswertnoch mehr junge Wissenschaftler mit guten Geschäftsideen zuAusgründungen zu motivieren. Sehr positiv könnten sich die nochbreiteren Publikationen von Beispielen gelungener Ausgründun-gen auswirken. Regelmäßige Seminare mit erfolgreichen Aus-gründern an den Universitäten und Hochschulen wären eine guteGrundlage. Bei Ausgründungen spielt neben der Produkt- oderVerfahrensidee sowie dem Startkapital die nationale und interna-tionale Vernetzung eine bedeutende Rolle. Günstig ist es, mitdem „Netzwerken“ bereits vor der Ausgründung zu beginnen.Hilfreich dabei sind Publikationen mit überzeugenden Anwen-dungen, die den Kundennutzen aufzeigen sowie die Teilnahme anKonferenzen, Ausstellungen und frühzeitige Kontakte zur ein-schlägigen Industrie.

Für die optische Prozessmesstechnik gehören die industrielle Lebens-mittelherstellung, die Pharmaindustrie, die Halbleitertechnologieund die Photovoltaik zu den Haupteinsatzbereichen. Welche Einsatz-felder werden in der Zukunft hinzukommen?

Bei den genannten Industriezweigen (Lebensmittelherstellung,Pharma) ist die optische Messtechnik insbesondere für die Auto-matisierung von Herstellungsprozessen und der Qualitäts-prüfung fest etabliert. Eine zunehmend wichtige Rolle spielt derEinsatz in der Umweltanalytik (Wasser, Boden, Luft), den Res-sourcentechnologien sowie bei der Gewinnung von Wertstoffenaus Abfällen.

UV- und Röntgentechnologien sind bereits lange auf dem Markt eta-bliert. Welche Neuerungen gibt es auf diesem Gebiet und welche wich-tigen Errungenschaften und Erkenntnisse haben die Forschungsein-richtungen aus Berlin-Brandenburg dazu beigetragen?

Die Röntgentechnologien nehmen in der Region Berlin-Branden-burg im landesweiten und europäischen Vergleich eine starke Po-sition ein. Getragen wird diese Aussage durch die „Leuchttürme“in der Forschung wie das Helmholtz-Zentrum Berlin mit BESSY II,die PTB, die BAM, das MBI und die TU Berlin, sowie die auf dem

5.1.3 Optische Messtechnik und Sensorik

57

Gebiet der Röntgendetektoren führende Firma Bruker NanoGmbH, bei Röntgenstrahlungsquellen die Firma rtw Dr. Warrik-hoff GmbH Neuhagen sowie das IfG Institute for Scientific Instru-ments GmbH auf dem Gebiet von Röntgenoptiken. Durch die Er-arbeitung einschlägiger Richtlinien und Normen haben dieseFirmen international beachteten Einfluss erzielt. GemeinsameProjekte haben die Grundlagen für die Integration von röntgen-analytischen Messköpfen in industrielle Fertigungsprozesse gelegt. Maßgebend dafür waren die Minimierung von Strahlungs-verlusten mit Hilfe von Optiken sowie aller Komponenten (Quel-len, Detektoren).

Welche Merkmale hat die „Technologische Roadmap“ der UV- undRöntgentechnik in Berlin-Brandenburg?

Ein Schwerpunkt im Rahmen der Tätigkeit von OpTecBB e.V. sinddie UV- und Röntgentechnologien. Um in kürzester Zeit und miteinem möglichst hohem Niveau bei Vermeidung von Informati-onsverlusten die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Un-ternehmen voranzubringen wurde in gemeinsamer Arbeit eine„Technologische Roadmap“ erstellt, die abgeleitet aus den er-kennbaren Trends der Märkte, sowie der Forschung gemeinsamerZiele für Produktentwicklungen kommerzielle Randbedingungenabgesteckt hat. Im Verlauf von 10 Jahren haben die beteiligten Un-ternehmen ihren Gesamtumsatz nahezu verdreifacht.

Der sehr aufwändige Freie-Elektronen-Laser, auch Röntgenlaser ge-nannt, wird für die Branche immer bedeutender. Welche Möglichkei-ten bietet er und kann diese Technologie in Zukunft auch auf breite-rer Ebene zur Anwendung kommen?

Mit der Verfügbarkeit von gepulstem Röntgenlicht höchster In-tensität, das von Freien-Elektronen-Lasern generiert wird, kön-nen nunmehr Experimente durchgeführt werden, die der Unter-suchung dynamischer Prozesse/Effekte auf der atomaren undmolekularen Ebene dienen. Nach Überwindung von zur Zeit nochbestehenden technischen Problemen werden der Forschung undEntwicklung neue Horizonte für die zeitaufgelöste Röntgenanaly-tik im fs-Bereich eröffnet.

Mit Ihrem Unternehmen IfG haben Sie eine Röntgenfarbkamera ent-wickelt. Welche Vorteile hat diese Kamera für die Medizinwelt und wieweit ist der Entwicklungsstand?

Die Röntgenfarbkamera (RFK) ist das vorerst letzte Glied in einerlangen Entwicklungskette neuartiger Halbleiterdetektoren fürRöntgenstrahlung der letzten 15 Jahre. Ausgangspunkt dafür wa-ren und sind die Entwicklung spezieller Detektionssysteme imHalbleiterlabor des Max-Planck-Instituts für extraterristische Phy-sik für Weltraumexperimente auf dem Gebiet der Röntgenastro-nomie.

Mit Unterstützung der IfG GmbH hat die Firma Röntec GmbH(heute Bruker Nano GmbH) in Berlin Adlershof auf vertraglicherBasis gemeinsam mit dem Halbleiterlabor eine neue Generationvon Silizium-Driftkammer-Detektoren (SDD) auf den Markt ge-bracht, die dazu führte, dass weltweit die bis dahin verwendetenSi (Li)-Detektoren abgelöst wurden. Jährlich werden mehrere Tau-send solcher SDD-Detektoren verkauft.

Für die RFK wird eine spezielle pn-CCD mit ca. 70.000 Pixeln ver-wendet, wobei jeder einzelner Pixel wie ein energiedispersiverDetektor mit hoher energetischer Auflösung (150 eV) funktio-niert. Der pn-CCD-Detektor wird mit einer Glas-Kapillarlinse zu ei-ner vollwertigen Röntgenkamera komplettiert. Die Polykapillar-linse wirkt dabei wie ein 2-dimensionaler Kollimator, so dass dieeinzelnen Bildpunkte jeweils abgebildet werden auf einzelne Pi-xel. Die bisher erreichten Ortsauflösungen mit vergrößernden Op-tiken liegen bei <10 µm. Die RFK ermöglicht somit die Parallel-Messung von 70.000 Spektren eines Bildausschnittes von 10 x 10mm² (mit 50 µm Ortsauflösung) bzw. 3 x 3 mm² (mit 10 µm Orts-auflösung).

Die bisherigen Applikationen konzentrieren sich auf analytischeProblemstellung (Elementanalyse) in den Materialwissenschaftensowie Biologie. Anwendungen in der medizinischen Forschungsind in der Vorbereitung. Für die Fluoreszenzanregung werden so-wohl Synchrotronstrahlung als auch Laborröntgenquellen ge-nutzt.

Das Interview führten Markus Wabersky und Arild Eichbaum

Prof.�Dr.�Norbert�Langhoff�( Jahrgang 1935) war von 1970-1991 Direktor des ZWG-Zentrum für wissenschaftlichen Gerä-tebau der Akademie der Wissenschaften der DDR. Bereits imJahre 1990 gründete er mit zwei weiteren Partnern die ISTC-Industrial, Science and Technology Consult GmbH. Von 1993-2010 war Norbert Langhoff geschäftsführender Gesellschaf-ter der IfG-Institute for Scientific Instruments GmbH. DieKernkompetenzen dieses Institutes umfassen röntgenanaly-tische Methoden für die Stoff- und Strukturanalytik, speziellvon röntgenoptischen Systemen. Er ist Mitgründer und ge-genwärtig Vorsitzender des IAP – Institut für angewandtePhotonik e.V. Norbert Langhoff gehört zu den Gründungs-mitgliedern des Kompetenznetzes Optec-Berlin-Branden-burg (OpTecBB e.V.), dessen Vorstand er mehrere Jahre angehörte. Auf seine Initiative ist die Gründung der VDI-Be-zirkssektion Adlershof zurückzuführen, deren Ehrenvorsit-zender er ist. 2011 wurde ihm das Bundesverdienstkreuz er-ster Klasse verliehen.

5.1.3.1 Optische Prozessmesstechnik

58

Lichtstrahlen überwachen die ProduktionNorbert Esser, Ulrich Panne, Gerrit Rössler, Kai Kolwitz

Optische Messmethoden können in vielen Bereichen der indu-striellen Wertschöpfung eingesetzt werden. Vor allem dann, wennes gelingt, Messtechnik zu automatisieren und on-line und in-situin Fertigungsprozesse einzubinden – sprich: Messungen kontinu-ierlich und automatisiert vorzunehmen und daraus folgende Kor-rekturen zu veranlassen, ohne dass die laufende Produktion dafürunterbrochen werden muss. Optische Methoden ersetzen in derindustriellen Fertigung zunehmend die traditionelle Probenahme:Die Messung der Extinktion, Absorption, Streuung oder Reflekti-on erlaubt Aussagen zur Beschaffenheit der produzierten Stoffe.

Solche Messungen, durchgeführt mit Licht verschiedener Wellen-längen, erlauben umfassende Aussagen zu den Eigenschaften desuntersuchten Materials und zum Ablauf von Reaktionsprozessen.Liegt am Ende das Produkt in der gewünschten Güte vor? LiegenReaktionstemperatur und -geschwindigkeit innerhalb der defi-nierten Rahmenbedingungen? Bei Mischprozessen lässt sich op-tisch kontrollieren, ob das Verhältnis der Grundsubstanzen imMischprodukt das richtige ist. Auch zur Kontrolle von Oberflächenund Oberflächenprozessen sind optische Messungen wichtig –sei es in der Halbleitertechnologie, der Photovoltaik, bei Oberflä-chenvergütungen oder zur Beurteilung der Qualität von Lackenund anderen Beschichtungen.

Fertigungsprozesse werden durch optische Methoden kontinuier-lich überwacht, der „Blindflug“ zwischen einzelnen Kontrollenentfällt. Anlagen können dadurch länger laufen und die Aus-schussquote sinkt. Außerdem können die erhaltenen Daten ver-wendet werden, um Prozesse automatisiert nachzusteuern. Auchdafür müssen die Maschinen nicht mehr gestoppt werden.

Neue Materialien und Produktionsverfahren erfordern neuePrüfmethoden

Neue Verfahren optischer Prozessmesstechnik befördern die Wirt-schaftlichkeit vieler Zukunftstechnologien. Einen besonderenSchwerpunkt stellt dabei die Kontrolle von Grenzflächen, Filmenund dünnen Schichten dar. Die Verfahren spielen eine wichtigeRolle für die Gütekontrolle in der industriellen Zucht von Halblei-terkristallen sowie in der Produktion von LEDs und Solarzellen.

Technologien, die in Berlin-Brandenburg Schwerpunkte von For-schung und Entwicklung sind. So befassen sich die Forschungsin-stitutionen, die in der Region auf diesem Gebiet aktiv sind, natur-gemäß auch mit den Methoden, die es braucht, um die Qualitätder Produktion zu überwachen.

So sind optische Materialanalyse und Grenzflächenspektroskopiewesentliche Themen des Leibniz-Instituts für Analytische Wissen-schaften - ISAS. Am Berliner Standort befasst man sich unter

anderem mit Verfahren wie der IR- und VUV-Ellipsometrie, Refle-xions-Anisotropie-Spektroskopie, Ramanspektroskopie undAtomabsorptions- und -emissionsspektrometrie zur Vermessungultradünner Schichten, sehr kleiner Strukturen und geringster Ma-terialmengen.

Am ISAS beschäftigt man sich damit, diese Methoden kontinuier-lich weiterzuentwickeln. Es gilt, die Empfindlichkeit zu erhöhen,den nutzbaren spektralen Bereich zu erweitern, die spektrale Auf-lösung sowie Orts- und Zeitauflösung zu steigern. Denn je genau-er und schneller optische Messmethoden funktionieren, destomehr Anwendungen erschließen sich ihnen. Materialwissen-schaftlich interessante und relevante Strukturen werden immerkleiner, bis in den molekularen und atomaren Bereich. Und in derBioanalytik gilt es, immer neue Stoffe und geringste Konzentra-tionen mit Hilfe optischer Verfahren zu bestimmen. So lassen sichbiologische Vorgänge besser verstehen und neue medizinischeTherapiemethoden entwickeln.

Optisches�Monitoring�der�elektrochemischen�Deposition�vondünnen�Polymerschichten�auf�Silizium�mittels�Reflektions-Ani-sotropie-Spektroskopie�(RAS)�© ISAS in Kooperation mit LayTec AG und HZB

Optische Messmethoden machen die Medikamentenproduk-tion sicherer

Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung verfügtam Standort Berlin über eine umfangreiche Kernkompetenz in op-tischen Messmethoden. Im Fokus stehen unter anderem Fragenzur Haltbarkeit von Werkstoffen, Komponenten und Strukturensowie zur Verschleißanalyse und zur Beständigkeit von Polyme-ren. Außerdem betreibt man Forschung zur Entwicklung neueroptischer Verfahren im Bereich der industriellen Prozessanalytik

5.1.3.1 Optische Prozessmesstechnik

59

und zur Untersuchung der Umweltfaktoren Luft, Boden, Wassersowie Abwasser und Abfall.

Mit Hilfe einer Vielzahl unterschiedlicher on-line- und in-situ-Techniken versucht die optische Prozessanalytik der BAM einendetaillierteren Einblick in chemische Prozesse und Abläufe zu gewinnen. Man arbeitet zum Beispiel mit Fluoreszenz- und Ra-manspektroskopie, aber auch mit laserinduzierter Plasmaspek-troskopie und mit konventioneller Infrarot- und Nah-Infrarot-Spektroskopie. Relevant sind solche Methoden unter anderem imHinblick auf die Herstellung von Medikamenten, wo die amerika-nische Zulassungsbehörde Food & Drug Administration (FDA) imRahmen ihrer PAT-Initiative (process analysis technology) die Ein-führung strenger produktionsbegleitender Kontrollen forciert.Aber auch in der chemischen Industrie, der Biotechnologie undLebensmitteltechnologie hat es in den vergangenen Jahren vieleneue Ansätze zu Strategien für die Prozesskontrolle gegeben - et-wa durch Entwicklungen im Bereich der Miniaturisierung, Hoch-durchsatzanalytik und Modellierung von Prozessen. Bei ihrer For-schung zur Prozessanalytik hat die BAM viele unterschiedlicheZiele im Auge. Es gilt, ein besseres Verständnis von dynamischenProduktionsvorgängen zu erlangen. So lassen sich umweltfreund-lichere und sicherere Fertigungsverfahren etablieren, die Qualitätder Endprodukte verbessern und die Kosten der Produktion sen-ken.

Wertstoffe schnell und automatisch sortieren

Optische Messverfahren helfen zum Beispiel Ressourcen besserzu nutzen: In einem Verbundprojekt zwischen BAM, ISAS und wei-teren Partnern werden deshalb derzeit innovative Methoden derfasergekoppelten Vielkanalspektroskopie für Recyclingprozesseerprobt. So will man in Zukunft Abfall besser als bisher in seine Bestandteile trennen können. Neben dem Schutz der Umwelt

Multiplex-LIBS-Verfahren� zur� Sortierung� von� Stoffströmen© ISAS

steht dahinter auch eine starke wirtschaftliche Motivation: Denneine hohe Wertschöpfung ist im Recycling nur mit sortenreinem Ausgangsmaterial möglich. Damit ein Sortiersystem wirtschaft-

lich arbeiten kann, muss es gleichzeitig präzise die einzelnen Stof-fe voneinander trennen können und in der Lage sein, große Men-gen in kurzer Zeit zu verarbeiten.

Die Güte des Recyclings bei Abfallströmen hängt dabei besondersvon der Bestimmung der Nebenbestandteile ab. Deshalb setzendie Projektpartner auf ein schnelles und empfindliches Multiele-ment-Analyseverfahren wie der laserinduzierten Plasmaspektro-skopie (LIBS), welches auch eine direkte Analyse von Schüttgü-tern und anderen Stoffströmen erlaubt. Durch Multiplexbetriebmit neuartigen Echelle-Spektrographen und entsprechenden mul-tivarianten Ansätzen zur Quantifizierung können Materialienschnell, zuverlässig und kontaktlos sortiert werden. Ein Verfahren,das auch für Anwendungen jenseits des Wertstoff-Recyclings in-teressant ist.

Halbleiter, Solarzellen und LEDs – Hightech auch in der Ferti-gungskontrolle

In-situ�Sensor�EpiTT�für�die�Wachstumsanalyse�währendMOCVD-�und�MBE-Prozessen�© LayTec AG

Berlin und Brandenburg gehören zu den innovativsten deutschenStandorten in Sachen Photovoltaik und LED-Technik. Und natür-lich entstehen dort, wo solche Komponenten entwickelt und pro-duziert werden, auch Unternehmen, die die Technik bereitstellen,die nötig ist, um die Fertigungsqualität sicherzustellen.

Ein Beispiel dafür ist LayTec. Gegründet im Jahr 1999 als Spin-offder TU Berlin, belegt das Unternehmen 2011 als Spitzenreiter aus

5.1.3.1 Optische Prozessmesstechnik

60

der Region Berlin-Brandenburg den 8. Rang der am schnellstenwachsenden Technologieunternehmen Deutschlands und wurdezum dritten Mal in Folge mit dem Deloitte Technology Fast 50-Award ausgezeichnet. Auf dem Gebiet der prozessintegrierten op-tischen Messtechnik für Dünnschicht-Prozesse hat sich LayTec eine führende Stellung erarbeitet. Produkte des Unternehmenswerden für die Entwicklung und Fertigung von Leuchtdioden,Halbleiterlasern, Solarzellen und anderen Dünnschichtbauele-menten verwendet. Sie überwachen die Wachstumsprozesse be-nötigter Kristallschichten, etwa bei metallorganischer Gasphasen-Epitaxie (MOCVD) und Molekularstrahlen-Epitaxie (MBE).

Das Unternehmen nutzt und kombiniert optische Messverfahrenwie Reflexion, emissivitätskorrigierte Pyrometrie, Laser-Deflekto-metrie, Reflexions-Anisotropie-Spektroskopie, Streulicht- undPhotolumineszenz-Messungen, um die Herstellung von nano-di-mensionierten Dünnschichtstrukturen zu überwachen. Man prüftalso mittels optischer Verfahren unter anderem Temperatur, Ab-messungen, Güte und Oberflächenbeschaffenheit der zu prüfen-den Elemente. Das geschieht entweder direkt während des Pro-zesses oder zwischen den einzelnen Beschichtungsschritten vonVielschichtstrukturen – und verkürzt so die Entwicklungszyklenund steigert die Prozessausbeute.

Auch die Berliner greateyes GmbH ist Spezialist für die Prüfungvon Solarzellen. Die greateyes-Systeme arbeiten mit Elektro- undPhotoluminiszenz, um Zellen, Module und Wafer auf Risse, Inho-mogenitäten und andere Defekte zu kontrollieren. Für das LED-basierte Photoluminiszenz-Inspektionssystem „LumiSolarCell“ er-hielt das Unternehmen im Jahr 2010 den InnovationspreisBerlin-Brandenburg. Außerdem bietet greateyes CCD-Kameras,die Strahlung vom nah-infraroten bis in den UV-Bereich detektie-ren können und die sich für eine große Bandbreite an spektro-skopischen Anwendungen nutzen lassen.

Auch die ISRA Vision Graphikon GmbH ist Spezialist auf ihrem Ge-biet. Das Unternehmen entstand durch das Zusammengehen desBerliner Unternehmens Graphikon mit ISRA, dem Weltmarktfüh-rer für Oberflächenspektroskopie. Von Berlin-Pankow aus bietetman Kontrollsysteme für die automatische optische Inspektion al-ler Bereiche der Solarindustrie. Systeme von ISRA Vision Graphi-kon kommen in der Produktionskontrolle von Wafern und Zellen,aber auch von kompletten Modulen, Spiegeln und den benötigtenGlas-Komponenten zum Einsatz.

Mehrfach-Sensor-Plattform�SenSol�H�für�Dünnschicht-Solarzellen© Sentech Instruments GmbH

Sensor�für�Haze-Messung�© Sentech Instruments GmbH

Auch Sentech Instruments mit Sitz im Technologiepark Adlershofist ein Weltmarktführer – nämlich in der Ausrüstung von Ferti-gungslinien für Silizium-Solarzellen. Man ist führender Anbietervon Reflektometern oder Laser- und spektroskopischen Ellipso-metern, die Dicke und Brechungsindizes dünner Schichten undSchichtsysteme bestimmen. Aber auch im Bereich der Dünn-schichtsolarzellen ist Sentech aktiv. Mit dem SenSol Haze hat dasBerliner Unternehmen kürzlich ein neues Messsystem zur Quali-tätskontrolle von transparenten, leitfähigen Oxid-Schichten(TCO) in der Massenproduktion von Dünnschicht-Solarzellen aufden Markt gebracht. Das Systemdesign ermöglicht insbesonderean den Kanten der manuell oder maschinell einbringbaren Glas-platten exakte Messungen. Mit Oerlikon Solar konnte man bereitseinen führenden Ausrüster von Dünnschicht-PV-Produktionsanla-gen von den Vorteilen des neuen Systems überzeugen. Darüberhinaus bietet Sentech zahlreiche weitere Sensoren an, die in dasSystem integriert werden können.

Stoffe und Oberflächen prüfen – vom Isolierglas bis zur Klär-anlage

OCS�Spectrophotometer�© ColVisTec AG

Doch nicht nur in den Boombranchen ist optische Prozessmess-technik made in Berlin-Brandenburg gefragt. Anwendungen fin-den sich quer durch das Spektrum industrieller Produktion undUmweltanalyse, von der Autoindustrie bis in die chemische Indu-strie, von der Pharmazeutik bis zur Lebensmittelherstellung. Undvom Klärwerk bis zur Erzeugung von Biogas.

5.1.3.1 Optische Prozessmesstechnik

61

Wichtig ist dabei nicht allein, das passende Verfahren für die je-weilige Anwendung zu finden. Für den Einsatz in der Industriemüssen Lichtquellen, Detektoren und Peripherie unanfällig seingegen Stäube, extreme Temperaturen, Gase, Feuchtigkeit und ag-gressive Chemikalien. Sie müssen standfest sein – und bezahlbar,damit sich ihre Anwendung wirtschaftlich lohnt.

Solche Anwendungen sind das Geschäft der ColVisTec AG. Inge-nieure und Wissenschaftler aus den Bereichen Spektralphotome-trie, Optik sowie Prozess- und Produktionskontrolle gründetendas Unternehmen im Jahr 2009 in Berlin-Adlershof. Man entwik-kelt, produziert und vertreibt Prozessüberwachungssysteme alsInline-Technologie, basierend auf feinauflösender Spektralphoto-metrie – „Inline-Farbmessung“ könnte man sagen.

Extrusion�Polymer�Melt�Probe�© ColVisTec AG

Die ColVisTec-Systeme erlauben Messungen direkt im Verarbei-tungsprozess an Materialien in flüssiger, pastöser, pulveriger odergeschmolzener Form. Mit speziellen Messsonden (Saphirlinseund Glasfaser) können Materialien von opak bis transparent über-wacht werden. Die Einsatztemperaturen reichen bis 400°C, dermögliche Druck bis 345 bar. Eingesetzt werden kann die ColVisTec-Technik so von der Lack- und Getränkeherstellung bis zur Bau-stoff- und Kunststoffproduktion.

Ebenfalls für den Einsatz bei der Verarbeitung von Flüssigkeitensind die PIOX-Systeme des Herstellers Flexim gedacht: Die Re-fraktometer messen den Brechungsindex, um Konzentration,Dichte und Reinheit von flüssigen Stoffen im Produktions- oderVerarbeitungsprozess zu bestimmen. Die Technik arbeitet schnellund genau, sie ist unabhängig von Gaseinschlüssen, Trübung undFarbe. So messen PIOX-Refraktometer den Polymerisierungsgradvon Kunststoffen und die Konzentration von Lösungsmitteln inder Herstellung von Kunstfasern. Sie prüfen, ob Bier das korrekteMaß Stammwürze enthält, in der Lebensmittelindustrie helfensie, den Zusatz von Zucker zu steuern. Und an Flughäfen überwa-chen sie das Enteisungsmittel.

Noch viele weitere Unternehmen aus Berlin-Brandenburg bietenoptische Prozessmesstechnik: OB Vision und pi4_robotics ent-wickeln optische Inspektionssysteme für die Prüfung von Flach-glas. Außerdem hat pi4_robotics Lösungen zur Farbkontrolle undLaservermessung im Angebot. Die uwe braun GmbH liefert Farb-und Oberflächen-Kontrollsysteme, die unter anderem in der Au-tomobilindustrie eingesetzt werden. Schmidt + Haensch hat opti-

sche Messtechnik für die Laborautomation im Angebot. Dazukommen diejenigen, die Peripherie und das Know-how für denkonkreten Einsatz liefern. So verdichtet 3s sensors systems soluti-ons vorhandenes Datenmaterial zu mathematischen Algorithmenund entwickelt Kontroll- und Optimierungssoftware, die im Be-trieb stetig dazulernt. Realisiert mit am Markt verfügbaren Sen-sor-Systemen, überwachen 3s-Lösungen Oberflächengewässerund Biomasse-Kraftwerke, prüfen, ob Klärwerke richtig arbeitenund steuern Biogas-Anlagen.

PIOX�R�Prozessrefraktometer�© Flexim GmbH

Industrie und Wissenschaft noch enger vernetzen – Berlin-Brandenburg macht Angebote

Die optische Messtechnik entwickelt sich dynamisch. Stetig wer-den neue Methoden entwickelt, um Materialeigenschaften an-hand von Streuung, Beugung oder Reflektion bestimmen zu kön-nen. Die Forschungseinrichtungen in Berlin und Brandenburgsind auf diesem Gebiet äußerst aktiv. Und in der industriellen An-wendung der Prinzipien steckt für die Zukunft noch sehr viel Po-tenzial. Doch wichtig ist es dafür, von wissenschaftlichen Er-kenntnissen möglichst schnell zu praktisch einsetzbarer Technikzu kommen.

Um dieser Tatsache Rechnung zu tragen, passt sich die Hochschul-Landschaft der Region den Anforderungen an: Zurzeit läuft dieEntwicklung eines gemeinsamen Curriculums „Optische Prozess-messtechnik“ an der Universität Potsdam sowie Technischer undHumboldt-Universität Berlin. Eine Kontaktstelle soll akademischeInstitutionen und Industriepartner noch enger vernetzen sowieals Anlaufstelle für Industriepraktika, Diplom-, Bachelor- und Ma-sterarbeiten dienen.

Die enge Vernetzung von Wissenschaft und Praxis ist traditionelleine der Stärken der Hauptstadtregion. Die optische Prozess-messtechnik macht hier keine Ausnahme: Berlin-Brandenburg alsKompetenzzentrum in Sachen Applikationen, Hardware, Bera-tung und Dienstleistung – und in enger Kooperation zwischen For-schern, Herstellern und Anwendern.

Kontakt:Prof. Dr. Norbert EsserLeibniz-Institut für Analytische Wissenschaften - ISAS - e.V.Tel.: 030 / 6392 3530 E-Mail: norbert.esser@isas.de

5.1.3.2 UV- und Röntgentechnologien

62

UV- und Röntgenlicht sind das Licht der Mikro- und NanotechnologienBirgit Kanngießer, Frank Lerch, Robert Wagner, Gerrit Rössler, Kai Kolwitz

UV- und Röntgentechnologien erweitern den Anwendungsbe-reich der Optischen Technologien zu kleinsten räumlichen undzeitlichen Dimensionen. Sie machen Nanostrukturen sichtbar, ge-nauso wie ultraschnell ablaufende Prozesse. Damit fördern sie dieWeiterentwicklung von Medizin und Nanotechnologien – Schlüs-selgebiete in der Forschung des 21. Jahrhunderts.

In der Region Berlin-Brandenburg hat die Technologie eine langeTradition, die bis ins späte 19. Jahrhundert zurückreicht. Heute be-sitzen Berlin und Brandenburg in diesem Bereich einmaliges Potenzial sowie eine international herausragende Stellung. DieRegion bietet in gleichmäßiger Breite die gesamte Wertschöp-fungskette, von der Grundlagenforschung bis hin zur Produktent-wicklung in innovativen Unternehmen.

International einmalige Forschungsmöglichkeiten

Zum Beispiel das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). Seine Großge-räte zur Forschung mit Photonen und Neutronen bieten einzigar-tige Experimentiermöglichkeiten. Außerdem fungiert das HZB alsEntwickler und Dienstleister für röntgentechnologische Kompo-nenten. So ist das Institut für Nanometeroptik und Technologieam HZB eine der weltweit führenden Einrichtungen für die Quali-tätsprüfung und Charakterisierung von Röntgenoptiken. Ein Tech-nologiezentrum für hocheffiziente Präzisionsgitter wurde 2010ins Leben gerufen. Es sucht nach neuen Geometrien für Beu-gungsgitter und nach Methoden für die hochpräzise Fertigungvon tausenden Gitterlinien pro Millimeter.

Auch das Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeit-spektroskopie (MBI) und das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) gehören zu den inter-national bedeutenden Forschungsinstitutionen in Sachen Rönt-gentechnologien. Hinzu kommen Labore für Forschung, Prüfungund Standards, allen voran die Physikalisch-Technische Bundes-anstalt (PTB) und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM).

Das Adlershofer Institut für angewandte Photonik (IAP) arbeitetals gemeinnützige private Industrieforschungseinrichtung an Pro-jekten aus Grundlagen- und angewandter Forschung der Rönt-gentechnik und organisiert alle zwei Jahre die Fachtagung für pro-zessnahe Röntgenanalytik – PRORA.

Die Region beherbergt Marktführer und Spezialisten

Wo sich Technologie dynamisch entwickelt, ergeben sich Per-spektiven für die Wirtschaft. Auch Berlin-Brandenburg wird vondiesem Trend profitieren, beherbergt die Region doch eine be-deutende Zahl von Anbietern dieses Segments. Als Beispiel dafür

steht Bruker Nano in Berlin-Adlershof. Geräte zur Materialanalysesind das Geschäft des Unternehmens. Auf dem Weltmarkt belegtman Platz drei auf dem Gebiet der energiedispersiven Röntgen-fluoreszenzanalyse, der Identifikation der Zusammensetzung vonStoffen durch Bestrahlung mit Röntgenlicht.

EUV-Reflektometer-System�© Bestec GmbH

Andere sind kleiner, aber hoch spezialisiert: Die Bestec GmbH fer-tigt Komponenten für Synchrotrone sowie Reflektometersysteme,mit denen die Oberflächen von Spiegeln für den fernen UV-Be-reich auf Güte kontrolliert werden können. Die Firma sglux bietetoptische und elektronische Produkte zur Messung, Steuerungund Kontrolle von UV-Strahlung an, welche größtenteils auf UV SiC-Photodioden basieren. Die Crystal GmbH fertigt optische Kompo-nenten, mit denen sich die Strahlung lenken und filtern lässt.

Ein Ort für fruchtbare Kooperationen

Möglich ist die hohe Innovationskraft nur deshalb, weil For-schungseinrichtungen und Unternehmen in Berlin-Brandenburgeng kooperieren. Um den Technologietransfer auf diesem Feldnoch weiter zu befördern, wurde im Jahr 2010 das „Berlin Labo-ratory for innovative X-ray Technologies“ (BLiX) eröffnet. Ange-siedelt ist es bei der Stiftungsprofessur für „Analytische Röntgen-physik“ an der TU Berlin. Es wird gemeinsam von der TU Berlinund dem MBI betrieben.

Berlin�Laboratory�for�innovative�X-ray�Technologies�(BLiX)© TU Berlin

5.1.3.2 UV- und Röntgentechnologien

63

Gedacht ist das BLiX als Ort gemeinsamer Technologieentwick-lung an den Schnittstellen von Forschung, Ausbildung und Inno-vation. Es initiiert Kooperationsprojekte zur Technologie- und Pro-duktentwicklung und internationale Leuchtturmprojekte derForschung, mit Blick auf die Anwendung von röntgentechnischenMethoden in den Optischen und den Nanotechnologien wie auchin der Mikrosystemtechnik. Dazu verfügt das BLiX über techni-sche Ausstattung der Spitzenklasse: Seit Ende des Jahres 2011steht unter anderem ein neu entwickeltes Laborröntgenmikro-skop (L-TXM) zur Verfügung, ein Laborspektrometer für die drei-dimensional aufgelöste Mikro-Röntgenfluoreszenzanalyse (3DMikro-RFA) sowie ein Von-Hamos-Spektrometer für die chemi-sche Speziation im Labor.

Die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und Forschung inder Region ist preisgekrönt. Etwa die Femtosekunden-Röntgen-quelle der IfG Institute for Scientific Instruments GmbH. Ihr ersterPrototyp wurde gemeinsam von IfG und der Gruppe von Prof. Thomas Elsässer aus dem MBI entwickelt. Zusammen mit der Uni-versität Potsdam entstand ein marktfähiges Produkt, das Rönt-genpulse im 100-Femtosekundenbereich liefert und nun Experi-mente im Labor ermöglicht, die vorher nur an Großgeräten wieSynchrotron oder Freiem Elektronenlaser durchgeführt werdenkonnten. Die Entwicklung wurde 2010 mit dem InnovationspreisBerlin-Brandenburg bedacht.

Mikrofokus-Röntgenquelle�mit�Kapillaroptik�iMOXS�© IfG Institute for Scientific Instruments GmbH

Generell ist IfG stark von Entwicklung geprägt. Man produziert einweites Spektrum an Röntgenkapillaroptiken, mikro- und nano-strukturierte Glasprodukte, Röntgenquellen (iMOXS), unter ande-rem für die Röntgendiffraktometrie und Röntgenfluoreszenz-analyse – letztere auch als Zusatzbaugruppe für den Anbau an Ra-sterelektronenmikroskope. Die Röntgenfluoreszenzanalyse nutztman auch in Messköpfen für die Prozesskontrolle, mit denen zumBeispiel die Fertigung photovoltaischer Elemente überwacht wird.Eine „Röntgen-Farb-Kamera“ von IfG kann ortsaufgelöst simultanunterschiedliche Wellenlängen des Röntgenlichts registrieren. Soliefert sie eine Übersicht über die Elementverteilung in Proben.

Medizintechnik als Treiber, Materialanalytik an der Weltspitze

Einen Schwerpunkt der Röntgentechnologien bilden bildgebendeVerfahren wie Tomographie, Röntgenmikroskopie, aber auch Ho-lographie oder kohärente Diffraktion. Großer Treiber dabei ist die

Medizintechnik, daneben sind Röntgenstoff- und -strukturanaly-se ein großes Thema. Und hier bestehen in der Region einmaligeKompetenzen. So wurde Technik aus Berlin-Brandenburg ver-wendet, um die Tiefenschichten der berühmten Qumran-Schrift-rollen vom Toten Meer zerstörungsfrei zu untersuchen. Das geschah mit einer von Wissenschaftlern der TU Berlin neu ent-wickelten 3D-Mikro-Röntgenfluoreszenzanalyse; Wissenschaftlervon BAM, TU und BESSY waren in dem internationalen Team ver-treten, das die Rollen untersuchte.

Auch für die Entwicklung von Zukunftstechnologien spielt dieAnalyse von Stoffen und Strukturen mittels Röntgenstrahlung ei-ne große Rolle. So nimmt die Technologie in dem von HZB und TUgegründeten Kompetenzzentrum Dünnschicht- und Nanotechno-logien für die Photovoltaik (PVComB) einen wichtigen Platz ein.Die regionalen analytischen Kompetenzen sollen helfen, die Effi-zienz von Solarzellen zu steigern, zum Beispiel indem neue Mate-rialien mittels Röntgen untersucht und in ihren Eigenschaftencharakterisiert werden.

Den Hauptteil der Anwendungen stellt aber die Röntgenanalytikvon Industriegütern dar. Sie ist wichtig, damit Menschen gesundbleiben und Industriegüter so funktionieren wie gewünscht. Etwadie Spurenelementanalytik mittels Röntgen, mit der kontrolliertwerden kann, ob sich in Nahrungsmitteln nur das befindet, waserlaubt ist. Oder die Suche nach Fehlern und Verunreinigungen inallgemeinen Produktionsprozessen.

Viel zu tun in Forschung und Entwicklung

Aus den Anforderungen der Zukunftstechnologien ergeben sichArbeitsschwerpunkte für Forscheung und Entwicklung in der Re-gion. Einige davon sind neue Generationen von Röntgenröhren;neue Röntgenoptiken, speziell HOPG-Optiken (highly oriented py-rolytic graphite) sowie Fresnel-Bragg-Linsen, Kapillaroptiken undandere; leistungsfähigere Röntgenhalbleiterdetektoren; laserba-sierte Röntgenquellen für den weichen und mittleren Röntgenbe-reich, speziell für Pulse im Femto- bis Nanosekundenbereich so-wie Methoden der chemischen Speziation, die unabhängig vonSynchrotrons und Großgeräten sind.

Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen sowie den Unterneh-men in Berlin-Brandenburg wird die Arbeit so schnell nicht aus-gehen. Und mit jedem Forschungsschritt wird Materialanalytikmittels Röntgenstrahlung auch andere Technologien weiterbrin-gen. Vor allem dann, wenn es um die Auflösung von kleinen undkleinsten Strukturen geht. Denn UV- und Röntgenlicht sind dasLicht der Mikro- und Nanotechnologien – und damit eines ihrerwichtigsten Werkzeuge.

Kontakt:Prof. Dr. Birgit KanngießerTechnische Universität BerlinE-Mail: birgit.kanngiesser@tu-berlin.de

5.1.3.3 Terahertz-Technologie

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Kurze Wellen schaffen völlig neue EinblickeHeinz-Wilhelm Hübers, Kai Kolwitz

Im elektromagnetischen Spektrum sind die Wellen des Terahertz(THz)-Bereiches zwischen den Millimeter-Wellen und der Infrarot-Strahlung angesiedelt. Mit ihnen verbinden sich große Hoffnun-gen und Erwartungen – was vor allem an ihren spezifischen Ei-genschaften liegt. Materialien wie Papier, Kunststoffe oderTextilien sind für THz-Strahlung durchlässig, Metalle oder Wasserdagegen nicht. Sie lässt sich zur Durchleuchtung von Objektenähnlich nutzen wie Röntgenstrahlung, allerdings ohne derenschädliche Eigenschaften. Und durch ihre kurze Wellenlänge er-möglicht sie in vielen Bereichen höhere Auflösungen als bishergenutzte Technologien. So lassen sich für die Strahlung viele Anwendungsbereiche denken, etwa in der zerstörungsfreienWerkstoffprüfung und der Prozesskontrolle. Auch durchdringtTHz-Strahlung die Kleidung und kann so darunter versteckte Ge-genstände sichtbar machen, was sie für die Sicherheitstechnik in-teressant macht. Biomedizin und Kommunikation könnten eben-falls Felder werden, in denen die Strahlung angewendet wird.

Derzeit steht die THz-Technologie an der Schwelle von rein aka-demischer Forschung hin zu praktischen Anwendungen. Berlin-Brandenburg ist hier sehr gut aufgestellt. Im nationalen wie auchinternationalen Vergleich zeichnet sich die Region durch eine ein-malige Bündelung von Kompetenzen in der grundlegenden undangewandten THz-Forschung und -Entwicklung aus. Neben derGrundlagenforschung in den Berliner Universitäten, dem Max-Born-Institut oder dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) zieheninsbesondere die Synchrotronstrahlungsquellen des HZB und derPhysikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) mit ihren dedizier-ten THz-Strahlrohren Interessenten aus der ganzen Welt an. Nichtzuletzt auch deshalb, weil es im Jahr 2003 am Synchrotron BESSYII des HZB in Berlin-Adlershof weltweit zum ersten Mal gelang, ko-härente Strahlung im THz-Bereich zu erzeugen und ihre Eigen-schaften mit speziellen Sensoren, die am Deutschen Zentrum fürLuft- und Raumfahrt e.V. (DLR) entwickelt wurden, zu messen.

Viele Ansätze zur Entwicklung von THz-Komponenten

Um Terahertz-Technologie in neue Felder praktischer und kom-merzieller Nutzung überführen zu können, gilt es derzeit, die da-für notwendigen Komponenten zu entwickeln. Hier sind Berlin-Brandenburger Forschungseinrichtungen auf vielen Feldern aktiv.

Das Ferdinand-Braun-Institut (FBH) baut aktuell seine THz-Aktivi-täten systematisch aus, der Fokus liegt auf elektronischen Kom-ponenten im Frequenzbereich bis 0,5 THz. Die technologische Basis dafür bildet ein Transferred-Substrate-Prozess mit Indium-Phosphid-Heterobipolartransistoren zur Herstellung integrierterSchaltungen. Dies wird ergänzt durch einen Messplatz zur On-Wafer-Messung bis 500 THz sowie die zugehörigen Design-Akti-vitäten.

Das Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP) konzen-triert sich auf die Erforschung und Entwicklung von Silizium-Ger-manium-Heterojunction-Bipolartransistoren (HBTs), die nahe einer Frequenz von 0,5 THz arbeiten. Diese können beispielswei-se für Höchstfrequenzschaltungen in der drahtlosen und Breit-bandkommunikation eingesetzt werden. IHP und FBH arbeitendarüber hinaus an einer Integration von Indium-Phosphid-Transi-storen in CMOS-Halbleiterbauelemente.

Das Paul-Drude-Institut (PDI) entwickelt Quantenkaskadenlaser(QCLs) für den THz-Bereich (2,5 bis 5 THz) basierend auf dem Ma-terialsystem GaAs/(Al,Ga)As. Diese QCLs können als schmalban-dige Strahlungsquellen genutzt werden, die für spektroskopischeAnwendungen und bildgebende Verfahren interessant sind. AmPDI werden die Laserstrukturen entworfen und optimiert und mit-tels Molekularstrahlepitaxie hergestellt. Anschließend werden Laserstreifen prozessiert und mittels Fouriertransform-Spektro-skopie charakterisiert. Damit können kompakte integrierte Fron-tend-Module für Radar- und Kommunikationssysteme realisiertwerden.

Terahertz-Spektrometer für den mobilen Einsatz

Schnelle optoelektronische THz-Emitter und -Detektoren, so ge-nannte Photomischer, die auf Indium-Phosphid-Technologie ba-sieren, sind dagegen das Hauptthema des Heinrich-Hertz-Insti-tuts der Fraunhofer Gesellschaft (HHI). Diese im Bereich derTelekommunikation gereifte Technologie ermöglicht die Herstel-lung sehr robuster und kostengünstiger THz-Komponenten, dieden Frequenzbereich von 100 GHz bis 4 THz abdecken.

Sie könnten beispielsweise zur In-Line Prozesskontrolle einge-setzt werden. Bereits 2009 gelang es den Forschern am HHI, ei-nen solchen Photomischer – der Licht und elektrische Spannungin THz-Wellen und zurück wandelt – für 1,5-mue-Fasern zu ent-wickeln. Damit schufen sie die Voraussetzung, um sämtliche Kom-ponenten eines THz-Spektrometers in Fasertechnik zu realisierenund auf diese Art den Bau solcher Spektrometer als Handheld-Ge-räte möglich zu machen.

Um pyrometrische THz-Detektoren, die ohne Kühlung auskom-men, bemüht sich dagegen eine Kooperation zwischen PTB unddem Unternehmen Sensor- und Lasertechnik mit Sitz im bran-denburgischen Neuenhagen. Außerdem arbeitet man an Detek-toren auf der Grundlage von TES-Bolometern, also supraleitendeStrahlungssensoren, die bei tiefen Temperaturen unter 4,2 Kelvinbetrieben werden. Ziel der Forschung am TES-Bolometer ist dieEntwicklung eines sehr linearen THz-Empfängers für die quanti-tative Fouriertransform-Spektroskopie.

5.1.3.3 Terahertz-Technologie

65

Mikrostrukturierte�Metalldünnfilme�als�THz-Absorber�für�TES-Bolometer�(links:�Wafer,�rechts:�Detail)�© PTB

Auch das DLR arbeitet in Berlin an der Entwicklung supraleitenderTHz-Detektoren. Hier setzt man auf hochempfindliche nanostruk-turierte Bolometer, die für die Fernerkundung in der Astronomieund Planetenforschung eingesetzt werden. Die Technologiekommt auch bei der Detektion kurzer THz-Pulse zur Anwendung.

Ein Berliner System in der Stratosphäre

Sind die einzelnen Komponenten praxistauglich, folgt ihre Inte-gration zu kompletten Systemen. Mit dem HHI, der Bundesanstaltfür Materialforschung und -prüfung (BAM) und dem DLR sind Ak-teure in der Region vertreten, die in der Systementwicklung fürAnwendungen in der zivilen Sicherheit, in der zerstörungsfreienPrüfung und in der Luft- und Raumfahrt in Deutschland führendsind. Die THz-Komponenten des HHI sind robuste, glasfaserge-koppelte Module. Sie ermöglichen die flexible Realisierung vonkohärenten THz-Systemen entsprechend Kundenspezifikationen.Der konsequente Einsatz von Komponenten aus der optischenNachrichtentechnik erlaubt es dem HHI dabei, besonders kom-pakte und portable THz-Spektrometer zu implementieren.

Glasfasergekoppeltes�THz-Modul�© Fraunhofer HHI

Die BAM hat bei ihren THz-Aktivitäten naturgemäß vor allem dieMaterialprüfung im Blick. Man entwickelt Methoden zur zerstö-rungsfreien Prüfung von Polymeren, Keramiken und Hochlei-stungsmaterialien mittels THz-Technologie. Im DLR werden dage-gen THz-Systeme für Anwendungen in der Astronomie,Planetenforschung und Sicherheit entwickelt. Beispiele sind einHeterodynspektrometer für SOFIA, das Stratosphärenobservato-rium für Infrarot Astronomie in einer Boeing 747, und THz-Scan-ner, mit dem am Körper verborgene Objekte auf größere Distanzdetektiert werden können. Auf der Basis von Quantenkaskaden-lasern werden zudem kompakte THz-Systeme für Spektroskopieund Bildgebung entwickelt.

Kalibrierung und Standards

Da auf vielen Gebieten der THz-Technologien noch Pionierarbeitzu leisten ist, ist auch Normung ein großes Thema. Auf diesem Ge-biet arbeitet die PTB in Berlin. Hier wird derzeit die THz-Radio-metrie aufgebaut. Ziel ist es, kalibrierfähige THz-Detektoren zucharakterisieren, sowie deren Kalibrierung hinsichtlich THz-Strah-lungsleistungsempfindlichkeit auf das internationale Einheiten-system zurückzuführen – in einem Frequenzbereich von 1 bis 5THz. Die technischen Voraussetzungen dafür sind sehr gut: DerElektronenspeicherring Metrology Light Source der PTB in Berlin-Adlershof ist weltweit der erste Ring, der für die Erzeugung ko-härenter Strahlung im THz-Bereich entwickelt wurde. An demdort betriebenen dedizierten THz-Strahlrohr führt die PTB Arbei-ten zur Radiometrie und Spektrometrie durch.

Zusammenarbeit wird gefördert

Für die internationale Forschung im Bereich Terahertz-Wellen istBerlin ein beliebter Anlaufpunkt. Und auch innerhalb der Regionselbst sorgt Zusammenarbeit für Erfolg im nationalen und inter-nationalen Wettbewerb. Ein Beispiel dafür ist eine Kooperationder Berliner Firma eagleyard mit dem DLR, dem FBH, der Hum-boldt-Universität und dem PDI, die zum Ziel hat, kompakte THz-Quantenkaskadenlaser für spektroskopische Anwendungen zuentwickeln. Aus dieser Kooperation ist das weltweit kompaktesteTHz-Lasersystem hervorgegangen.

THz-Quantenkaskadenlasersystem�für�Spektroskopie�und�Bild-gebung�© DLR, PDI

Da die THz-Firmen noch jung und klein sind, sind Austausch undKooperation mit forschenden Einrichtungen essenziell für denwirtschaftlichen Erfolg und werden gezielt gefördert. Damit solldas Marktpotenzial für THz-Technologie weiter erschlossen wer-den und die Region als ein weltweit führender Akteur auf diesemGebiet etabliert werden.

Kontakt:Prof. Dr. H.-W. HübersDeutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.Tel.: 030 / 67055596E-Mail: Heinz-Wilhelm.Huebers@dlr.de

5.1.4 Optische Technologien in Biomedizin und Pharma

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Ob in der Diagnostik, der Therapie oder der Analytik: In der Bio-medizin basieren viele Verfahren auf optischen Methoden. Unddie Optik erschließt sich kontinuierlich neue Anwendungsgebieteim medizinischen Bereich. Die Region Berlin–Brandenburg be-weist auch hier Kompetenz. Sowohl in der Entwicklung neuer Ver-fahren und Produkte als auch in der Bereitstellung hochwertigerGeräte und Bauteile – durch enge Zusammenarbeit der ansässi-gen Institutionen und Firmen.

Das beginnt bei grundsätzlichen Fragen: Wer neue Verfahren ent-wickeln will, der muss zuerst wissen, wie sich Licht in den ver-schiedenen Arten von biologischem Gewebe ausbreitet, wie esabsorbiert, gestreut und wieder abgestrahlt wird.

Dabei sind die genauen Fragestellungen abhängig davon, was er-reicht werden soll. Wer mit Licht therapieren will, der muss wis-sen, welcher Anteil welcher Wellenlängen im Zielgewebe absor-biert wird und welche Effekte er dort auslöst. Die Streuungbeeinflusst die räumliche Ausdehnung des erreichbaren Zielvolu-mens. Für Diagnostik und Sensorik wiederum sind neben der Ab-sorption vor allem Streuprozesse wie Fluoreszenz oder Raman-Streuung wichtig: Welcher Anteil des eingestrahlten Lichts lässtsich nach Durchgang durch das Gewebe noch nachweisen, wieweit ist er abgelenkt worden? Und lassen sich dadurch Aussagendarüber treffen, ob es, etwa durch einen Tumor, entartet ist?

Quarzlichtleiter�mit�Millio-nen�Streuzentren�durch�ultra-kurze�Laserpulse�als�Streu-lichtapplikator�für�dieLasertherapie�© Laser- und Medizin-Technolo-gie GmbH, Berlin

Der Vorteil solcher Verfahren ist, dass sie sofortige Diagnosen er-lauben, ohne dass Proben entnommen und im Labor untersuchtwerden müssen. Aus den Spektren lässt sich die Konzentrationvon diagnostisch relevanten Biomolekülen bestimmen.

Spektroskopische Diagnosen und optische Skalpelle

Und noch besser ist es, wenn sich aus Experimenten Modelle ent-wickeln lassen, die allgemeine Vorhersagen für das Verhalten vonStrahlung im Körper ermöglichen. Denn das bedeutet, dass dieKenngrößen von neuen Geräten für Diagnose und Therapie theo-retisch bestimmt werden können, noch bevor der erste Prototypgebaut worden ist.

Die Bestimmung solcher Größen und Modelle gehört zu den Kernkompetenzen der Berliner Laser- und Medizin-Technologie

(LMTB), genauso wie die Entwicklung von Anwendungen für dieerlangten Kenntnisse. Heutige Standard-Therapien wie die Laser-induzierte Thermotherapie zur Behandlung von Lebertumorenoder die Laser-Angioplastie zur Aufweitung von Blutgefäßen wur-den bei LMTB in Berlin entwickelt.

Blutbeutelsensor,�Projekt�SenTiss�© Laser- und Medizin-Technologie GmbH, Berlin

Mit dieser Expertise ist die Institution gefragter Kooperations-partner für Forschungs- und Entwicklungsvorhaben. So arbeitetLMTB im Berliner Verbundprojekt „SenTiss“ an der Entwicklungeiner Reihe neuer optischer Sensoren für die Anwendung an bio-logischen Geweben. Nutzbar ist die Technologie zum Beispiel da-für, um herauszufinden, ob Blutkonserven noch verwendbar sind,zur Überwachung der Sauerstoffversorgung bei Herz-Lungen-Ma-schinen sowie zum Bestimmen der Konzentration von Substan-zen wie Hämoglobin und Wasser in der Haut. Die Kooperations-partner sind der Berliner Photometerhersteller Robert Riele, derBerliner Hersteller optischer Systeme opTricon, Berliner Glas, Spe-zialist für optische Komponenten, sowie die Sorin Group Deutsch-land.

Die Frage, ob medizinische Instrumente nach ihrer Reinigungwirklich steril sind, steht im Zentrum des Vorhabens „OptischeReinigungskontrolle“. Hier werden verschiedene spektroskopi-sche Techniken der Fluoreszenzdetektion genutzt, um sehr emp-findlich Verschmutzungen über die Eigenfluoreszenz von Protein-Anhaftungen zu detektieren. Projektpartner sind neben LMTB dieTU Berlin, die Berliner Vanguard AG, die sich auf die Aufbereitungvon Instrumenten und Sterilgutversorgung von Krankenhäusernspezialisiert hat, sowie weitere Industriepartner.

Einen weiteren Forschungsschwerpunkt der LMTB bildet die mi-nimal-invasive Chirurgie mittels Laser. Denn durch ihre thermi-

Optische Methoden für Diagnostik, Therapie undAnalytikUwe Netz, Achim Mertens, Gerrit Rössler, Kai Kolwitz

5.1.4 Optische Technologien in Biomedizin und Pharma

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sche Wirkung ist Laserstrahlung in der Lage, gezielt Tumore, etwain der Leber, zu zerstören. Dabei kooperiert die LMTB meist in-tensiv mit der Charité. Mit World of Medicine hat LMTB die FRED-DY-Lasertechnologie entwickelt, welche vor allem zur Entfernungvon Gallen- und Nierensteinen eingesetzt wird. Allerdings wärenauch andere Anwendungen denkbar, etwa die Reinigung vonOberflächen oder Kunstwerken.

Laserfragmentierung�von�Körperkonkrementen�(hier�ein�Gallen-stein)�mit�der�FREDDY-Technologie�© Laser- und Medizin-Technologie GmbH, Berlin

Und auch an medizinischer Laserscan-Mikroskopie forscht manim Forschungsverbund, außerdem sucht man nach Alternativenzum schlecht zu handhabenden CO2-Laser in der Chirurgie.

Ob Hautkrebs oder Rheuma – Licht hilft, sie früh zu erkennen

Ein weiteres Beispiel für die Anwendung optischer Methoden istder „Limes 16-P“ des Herstellers LTB Lasertechnik Berlin. Das Ge-rät ist in der Lage, schon im sehr frühen Stadium den gefürchte-ten schwarzen Hautkrebs zu erkennen. Die Diagnose funktioniertmit fast 100-prozentiger Zuverlässigkeit, Gewebeproben müssennicht entnommen werden.

Entwickelt wurde das Verfahren am Berliner Max-Born-Institutfür nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie. Dort entdeckteman, dass sich im nah-infraroten Bereich, bei etwa 800 Nanome-ter, eine Absorption eingestrahlten Lichts detektieren ließ, mitder sich Tumor- von gesundem Gewebe unterscheiden ließ. For-scher und Unternehmen kooperierten miteinander – die Zusam-menarbeit mündete in einem marktfähigen Gerät.

Prototyp�LIMES�16-P�Diagnostikgerät�zur�Früherkennung�vonschwarzem�Hautkrebs�© LTB Lasertechnik Berlin GmbH

Der weiße Hautkrebs lässt sich ähnlich diagnostizieren: MittelsZwei-Photonen-Fluoreszenzmikroskopie werden Schnittbilderder Haut generiert, mit deren Hilfe ein Tumor vom Arzt schnellund genau in Ausdehnung, Position und Aggressivität bewertetwerden kann. Nutzen lässt sich das Prinzip auch, um Aussagendarüber zu treffen, wie sich lokal applizierte therapeutische Sub-stanzen im Körper verteilen.

Entwickelt wurde das Prinzip im Rahmen des ForschungsprojektsFluoTOM, das vom Bundesministerium für Wissenschaft und For-schung gefördert wurde. Beteiligt waren die Berliner Kooperati-onspartner World of Medicine, LTB Lasertechnik Berlin und das In-stitut für Physik der Universität Potsdam in Zusammenarbeit mitder Elisabethklinik Berlin sowie dem Universitätsklinikum Mag-deburg. Auch bei endoskopischen Untersuchungen soll die Tech-nologie in Zukunft eingesetzt werden können, hoffen die Projekt-partner.

Immer öfter werden solche nicht-invasiven Diagnoseverfahren immedizinischen Alltag verwendet – und oft sind Forschungsein-richtungen und Unternehmen aus Berlin-Brandenburg an ihrerEntwicklung beteiligt. Ein weiteres Beispiel ist die Diagnose vonrheumatoider Arthritis. Sie zerstört in Entzündungsschüben aufschmerzhafte Weise Gelenkknorpel und -knochen und beein-trächtigt den ganzen Körper. Hier hat die Physikalisch-TechnischeBundesanstalt (PTB) gemeinsam mit der Berliner mivenion GmbHeine fluoreszenzbasierte Methode entwickelt, um die krankhaf-ten Veränderungen in den Fingergelenken früh genug sichtbar zumachen, um eine wirksame Therapie zu ermöglichen. mivenionvermarktet den entstandenen Rheuma-Scanner unter dem Na-men xiralite. Damit verbunden ist nicht nur der Ansatz, die Krank-heit einfacher als bisher diagnostizieren zu können, sondern auchindividueller als bisher die nötige Medikation festlegen zu kön-nen.

In dem neuen Verfahren wird dem Patienten das KontrastmittelIndocyaningrün verabreicht, dessen Fluoreszenzlicht die Beob-achtung der Fingerdurchblutung ermöglicht. Ein weiterer Schwer-punkt an der PTB ist die Brustkrebsdiagnostik, die mit einer ähn-lichen Methode verbessert werden könnte. Bei der optischenMammographie kann nach Gabe des gleichen Fluoreszenzkon-trastmittels ein bösartiger von einem gutartigen Brusttumor un-terschieden werden.

5.1.4 Optische Technologien in Biomedizin und Pharma

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Tumorentfernung auf den Punkt – medizinische Optik macht’smöglich

Auch für den Chirurgen hat die Bildgebung eine große Bedeutung.Denn sie hilft ihm, sich im Operationsfeld zu orientieren und pa-thologische Areale zweifelsfrei zu identifizieren. Das MolecularImaging kann hier vieles ans Licht bringen, was bisher nur mit Hil-fe von Biopsien zugeordnet werden konnte: Die Kombination vonKontrastmittel und Nahinfrarot-Fluoreszenz macht pathologischeGewebeareale sichtbar, der Chirurg weiß dadurch genau, was imRahmen einer Operation entfernt werden muss.

Auch an solchen Verfahren wird in der Region geforscht: In einerKooperation der World of Medicine mit dem Vivantes-KlinikumNeukölln wurde zum Beispiel FOVIS entwickelt – ein Verfahrenzur Visualisierung des Lymphsystems mittels einer neu konzipier-ten Fluoreszenzkamera. Auch wird der Fluoreszenzfarbstoff Indo-cyanin Grün in das Gewebe rund um einen Tumor injiziert. Das Ka-merasystem regt über eine LED-Lichtquelle die Fluoreszenz anund stellt diese in Echtzeit mit einem Farbbild überlagert dar. Sokönnen zum Beispiel Lymphbahnen und damit die Ausbreitungs-wege von Metastasen visualisiert werden. Auch hier sind endo-skopische Anwendungen denkbar.

In Zukunft könnten sogar spezielle Moleküle designt werden, die,in den Körper eingeschleust, als Tumormarker fungieren könnten.Solche fluoreszierenden Peptid-Sonden zu entwickeln, ist das Zieldes Verbundprojekts „Optoprobe“. Die Vision ist, dass eines Tagessolche Sonden im Rahmen einer Operation dem Chirurgen anzei-gen, welches Gewebe krankhaft verändert ist und entfernt wer-den muss. Hier gilt es zu klären, wie solche Moleküle in SachenBindekonstante, chemische Beständigkeit und Reaktionsge-schwindigkeit beschaffen sein sollten. An dem vom Bundesmini-sterium für Wissenschaft und Forschung geförderten Projekt istals Berliner Partner die LMTB beteiligt, deren Aufgabe die Ent-wicklung eines fluoreszenzoptischen Auslesesystems für die Be-stimmung der Bindungskinetik der Sonden ist.

Optiken helfen der minimal-invasiven Chirurgie

Auf anderen Feldern sind ähnliche Arten der Diagnostik schon impraktischen Einsatz: Ein Instrument zum Aufspüren von Krebs be-fallenen Lymphknoten hat zum Beispiel die Berliner W.O.M. Worldof Medicine im Angebot – der „Gamma-Scanner“, der auf die von

Autoklavierbarer�3-Chip-Kamerakopf�© W.O.M. World of Medicine AG

Tumorzellen emittierte Gammastrahlung reagiert, ist die einzigeHandheld-Sonde auf dem Markt, die dazu in der Lage ist. W.O.M.gehört zu den Wegbereitern der minimalinvasiven Chirurgie undist heute einer der Weltmarktführer für die dafür benötigten Kom-ponenten. Im optischen Bereich bietet man unter anderem Kalt-lichtquellen, medizinische Kameras und Lasersysteme, die bei-spielsweise zur Steinzertrümmerung verwendet werden können.

Weiterhin gehört W.O.M. zu den Treibern der Entwicklung. Ein Bei-spiel dafür ist ein Projekt, in dessen Rahmen Endoskoptechnikund Kameras für die minimal-invasive Chirurgie am offenen Ma-gnet-Resonanz-Tomographen entwickelt werden sollen. Hier ko-operiert W.O.M. mit dem Endoskopiespezialisten MGB Endosko-pische Geräte und der Charité, gefördert wird die Arbeit durch dasBerliner Innovationsprogramm ProFIT. Das Fraunhofer-Institut fürZuverlässigkeit und Mikrointregration (IZM) ist wiederum an derEntwicklung von kleinen Einmal-Kameras beteiligt, die an derSpitze von Endoskopen eingesetzt werden können. Auf wenigerals einem Millimeter Kantenlänge vereinen sie Optik und Sensor,so dass die gesamte Kamera auch bei kleinen Endoskopen an de-ren Spitze untergebracht werden kann.

Und auch der Endoskopie mit 360°-Rundumblick wird in Berlin-Brandenburg gearbeitet: Beteiligt am Projekt endoguide ist dasBerliner Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Software-

Mikrokamera�in�medizinischer�Umgebung�© Fraunhofer IZM/Awaiba GmbH

technik (FIRST). Hier entwickelt man einen virtuellen Prototypensowie eine intuitiv zu bedienende Steuerungssoftware für diekommende Rundum-Endoskopie, gefördert vom Bundesministe-rium für Wissenschaft und Forschung.

Von Pharma bis Herzinfarkt – Analysetechnik aus der Region

Doch nicht nur geforscht wird in Sachen Endoskopie und opti-scher medizinischer Analytik in der Region, sondern auch produ-ziert. So entwickelt und vermarktet das Berliner UnternehmenScopis laserbasierte, endoskopische Navigations- und Messsyste-me für die minimal-invasive Chirurgie, die unter anderem im Hals-Nasen-Ohren-Bereich zum Einsatz kommen. Scopis-Systeme ar-beiten mit Augmented Reality, sie ermöglichen also diepräoperative Planung von anatomischen Strukturen und deren in-traoperative Einblendung direkt in das Endoskopiebild.

5.1.4 Optische Technologien in Biomedizin und Pharma

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OP-Einsatz�MATRIX�POLAR�–�System�© Scopis GmbH

Xion, ebenfalls aus Berlin, bietet komplette Endoskopie-Systemefür die unterschiedlichsten Bereiche der minimal-invasiven Chir-urgie, Endoskope, Kameras und Beleuchtungssysteme sowie dieSoftware für Analyse, Bearbeitung und Archivierung. Und auchdie Karlheinz Gutsche GmbH produziert mikrooptische Kompo-nenten für Endoskope.

Mit Analysetechnik für Fluoreszenzspektroskopie und Gewebe-diagnostik befasst sich dagegen die Innovative Optische Mess-technik IOM, die ihren Sitz ebenfalls in Berlin hat. So bietet manfaseroptische Fluoreszenzspektrometer mit Nanosekunden-Zeit-auflösung, auch zur hochselektiven Stoffwechsel-Analyse in Ge-webe- und Zellkulturen kann IOM-Technologie verwendet wer-den. rap ID bietet Messtechnik für Ramanspektroskopie undLaserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIPS), nicht zuletzt für denEinsatz in Pharma und Life Sciences. Nano Bio Analytics hat sichauf optische Spektrographen, Prozess-Ramansysteme und Mi-kropartikel-Sensorsysteme spezialisiert.

Das Potsdamer Start-up Colibri Photonics wiederum entwickeltund fertigt optische Sensorsysteme für die Sauerstoffmessung.Dazu werden dem Zellgewebe kugelförmige Mikrosonden beige-mischt, die durch ihre Phosphoreszenz den Sauerstoffgehalt op-tisch anzeigen. Die Signale werden von der Colibri Photonics-Hardware gemessen und ausgewertet. Auf diese Weise kann eindreidimensionales Bild der Sauerstoffverteilung erstellt werden.Die Sauerstoffverteilung kann damit während des Wachstums-prozesses genau kontrolliert und mit geeigneten Regelungsme-chanismen den unterschiedlichen Bedürfnissen einzelner Zellty-pen angepasst werden.

Die L.U.M GmbH zählt zu den weltweit führenden Herstellern vonGeräten zur direkten und schnellen Stabilitätsanalytik und Parkel-charakterisierung von Dispersionen, unter anderem für die Phar-maindustrie. Auch PS Prozesstechnik produziert optische Parti-kelmesssysteme und Technik zur Messung der Stabilität vonDispersionen sowie des Fliessverhaltens von Pulvern.

Den Berlin-Brandenburger Unternehmen gemein ist die hohe In-novationskraft und die starke Orientierung auf Forschung undEntwicklung. Ganz nah zusammen liegen wissenschaftliche Ar-

Messung�der�Sauerstoffver-teilung�in�Knorpelzellen�© Colibri Photonics GmbH

beit und praktische Anwendung etwa bei Optricon. Das BerlinerUnternehmen bietet Entwicklungsleistungen in den Bereichen la-sergestützter Point-of-Care-Diagnostik und optische Bioanalytik.So entwickelte man einen optischen Tester, mit dem direkt im Not-arztwagen geprüft werden kann, ob ein Patient einen Herzinfarkterlitten hat. Das kompakte Gerät arbeitet mit Teststreifen undanalysiert das Vorkommen bestimmter Markerstoffe – derschnellste Test auf Herzinfarkt weltweit, der von 8sens Biognostic

vertrieben wird. Gemeinsammit dem Institut für Chemieder Universität Potsdam wie-derum entwickelte Optriconein kompaktes Laser-Fluoro-meter als Zusatzmodul für dieFluoreszenz-Mikroskopie, mitdem der Sauerstoffgehalt le-bender Zellen bestimmt wer-den kann.

LUMiSizer© L.U.M. GmbH

Licht schneidet und trägt ab – Laser in der Medizin

Für den Chirurgen kann Licht aber nicht nur Orientierung bieten.Es kann auch ein direktes Werkzeug sein – gerade der Laser, derbei immer mehr Operationen zum Einsatz kommt. Mit NewportSpectra-Physics ist im brandenburgischen Stahnsdorf eines dergrößten Unternehmen der Welt in diesem Bereich mit einer deut-schen Niederlassung ansässig. In Stahnsdorf werden vor allemdiodengepumpte Festkörperlaser entwickelt und produziert. Ne-ben dem industriellen Einsatz liegen ihre Anwendungsgebieteauch in den Bereichen Life und Health Science, Mikroskopie undBiotechnologie.

5.1.4 Optische Technologien in Biomedizin und Pharma

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Die�Betriebsart�LFD�(LevelledField�Density)�reduziert�Schä-den�am�umliegenden�Gewe-be�durch�die�Kontrolle�ther-mischer�Effekte© Limmer Laser GmbH

Auch das Berliner Unterneh-men Limmer Laser ist auf dieEntwicklung und Fertigungvon medizinischen Lasern spezialisiert. Die Produkte desHauses kommen in nahezu al-

len Fachdisziplinen der Human-, Dental- und Tiermedizin zumEinsatz, das Angebot reicht von klassischen CO2-Lasern über Dio-denlaser bis hin zu Spezialgeräten. So hat man den ersten Hoch-leistungs-Diodenlaser im Angebot, der für medizinische Zweckezugelassen ist. Der Diolas LFD Advanced kann zum Beispiel für dieBehandlungen von Tumoren in der Blase oder für Indikationen be-nutzt werden, die Brustkorb und Bauchraum betreffen.

Außerdem arbeitet man im Moment gemeinsam mit der Charitéan Lasern, die in der Lage sein sollen, Krebsbehandlungen in en-gen Hohlorganen wie Harntrakt, Prostata und Darmabschnittensowie im Uterus minimal-invasiv und schonender als bisherdurchzuführen – eine Forschungsarbeit, für die die Partner be-reits vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aus-gezeichnet wurden.

Besonderheit des zu entwickelnden Lasersystems ist der zuver-lässige und präzise Abtrag von Weichgewebe, basierend auf den

positiven Erfahrungen mit dersogenannten Levelled-Field-Density-Technologie (LFD),die hohe Absorption mit nied-riger Leistung verbindet. Da-durch besteht eine deutlichgeringere Gefahr von Schädi-gungen umliegender Struktu-ren.

Das�multifunktionale�Laser-System�Multiline™�© Linline GmbH

Noch mehr Unternehmen sindin Berlin-Brandenburg im Be-reich medizinische Laser aktiv:Der Name Linline etwa steht

für „Laser Instruments New Line“. Das Unternehmen hat zum Teilseine eigenen Verfahren entwickelt, um Laserstrahlung möglichstschonend am menschlichen Körper anwenden zu können, undwar Pionier bei der medizinischen Anwendung von Pulsen im Na-nosekundenbereich. Dank austauschbarer Laserköpfe kann dasMultiline-System des Hauses sowohl Narben, Warzen oder Täto-wierungen entfernen, als auch zur Behandlung von Gefäßkrank-heiten, Laserepilation oder für die Photoverjüngung der Haut ver-wendet werden.

Vernetzt forscht es sich besser – Kooperationen in Berlin-Bran-denburg

Im Juni 2010 wurde auf dem Charité Campus Virchow das SmallAnimal Imaging Center eröffnet. Neben klassischen Durchleuch-tungsverfahren werden hier neu entwickelte Verfahren der Fluo-reszenztomographie eingesetzt, um an Tiermodellen pathophy-siologische Vorgänge zu untersuchen und die Wirksamkeit neuerTherapieansätze zu studieren. Ermöglicht wurde das neue Zen-trum durch die Zusammenarbeit von Charité und industriellenPartnern – und vorangetrieben vom Imaging Netzwerk Berlin.Das Netzwerk vereint wissenschaftliche Einrichtungen der Chari-té, Pharmaunternehmen, Großgerätehersteller sowie kleine undmittlere Unternehmen aus Berlin. Alle Akteure eint, dass sie in dermolekularen Bildgebung großes Potenzial für die Medizin der Zu-kunft sehen. Und mit ihr für die Region Berlin-Brandenburg: So-wohl von der Geräteausstattung als auch von der wissenschaftli-chen Exzellenz bilden die Akteure die Wertschöpfungskette derMolekularen Bildgebung ab. Dabei ist das Imaging Netzwerk nichtdie einzige Initiative, die sich in der Region um die Entwicklungoptischer Verfahren für den Einsatz in der Medizin bemüht undUnternehmen und Forschungseinrichtungen vernetzt. So vereintDiagnostikNet-BB Diagnostik- und Geräte-Hersteller, Zuliefererund Anwender aus Kliniken und Routinelaboren sowie For-schungseinrichtungen der Region Berlin-Brandenburg, um Inno-vationen im Bereich der In-Vitro-Diagnostik zu fördern. Medtec-net-BB, das wie auch das Imaging Netzwerk Berlin- Brandenburgvon der TSB Innovationsagentur Berlin koordiniert wird, verfolgtähnliche Ansätze im Bereich Medizintechnik.

Das Zentrum für Molekulare Diagnostik und Bioanalytik ist einLeitprojekt der gemeinsamen Innovationsstrategie Berlin-Bran-denburg. Es wird inhaltlich getragen vom Fraunhofer-Institut fürbiomedizinische Technik am Standort Potsdam-Golm, der Charitésowie verschiedenen Unternehmen der Region. Man befasst sichvor allem mit molekularer Bioanalytik, Therapieforschung undTherapie begleitender Diagnostik. Dabei bündelt das ZentrumGrundlagenforschung, Technologieentwicklung, klinische For-schung und industrielle Anwendung für die Entwicklung und Pro-duktion innovativer Diagnostika in Berlin-Brandenburg. Und auchim Branchennetzwerk OpTecBB gehören optische Verfahren inder Medizin zu den Themenschwerpunkten.

Chirurgische�Instrumente�für�die�Faserchirurgie�© Frank Optic Products GmbH

5.1.4 Optische Technologien in Biomedizin und Pharma

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Die Summe der einzelnen Teile – Komponenten aus Berlin-Brandenburg

Hinzu kommen Firmen, die Peripherie und einzelne Bauteile fürLaser, Spektroskopie und andere diagnostische und therapeuti-sche Einsätze von optischen Prinzipien in der Medizin entwickelnund herstellen. Passende Fasern und andere Komponenten fürmedizinische Laseroptiken kann etwa Frank Optic Products an-bieten. Man stellt Produktlinien her, die mit Blick auf Wiederver-wendbarkeit und automatische Sterilisierbarkeit entwickelt wurden. Strahlführungssysteme können deshalb komplett mit ei-nem Handgriff im Autoklaven sterilisiert werden. Einsatzgebiete liegen etwa in der minimal-invasiven und der Dentalchirurgie.

Lichtquelle�für�den�Einsatz�in�der�Endoskopie�© Berliner Glas KGaA, Herbert Kubatz GmbH und Co.

Berliner Glas ist eines der führenden Unternehmen in Europa,wenn es um präzise optische Komponenten, optomechanischeund elektro-optische Module, Baugruppen und optische Systemegeht. Man fertigt mit weltweit rund 1.000 Mitarbeitern, unter an-derem für den Einsatz in Medizin und Analytik. Das Spektrum vonBerliner Glas reicht von der Zylinderlinse bis zur kompletten Bau-gruppe für den Einbau beim Medizingeräte-Hersteller. Kompo-nenten des Hauses werden für die Augendiagnostik genauso ge-nutzt wie für die Haarentfernung, man stellt Kameras, Kalt- undFluoreszenz-Lichtquellen für die Endoskopie und die minimal-in-vasive Chirurgie her.

FCC FibreCableConnect fertigt Laserkabel und andere faseropti-sche Verbindungen, unter anderem für Spektroskopie und Bio-

Polyimidefasern�zur�Anwendung�im�Dentalbereich,�Augenheil-kunde�und�Dermatologie© FCC FibreCableConnect GmbH

technologie. Besonders versteht man sich auf die Entwicklungvon Prototypen nach speziellen Kundenanforderungen und dieÜberführung der Technik in die Serienfertigung. Zum Spektrumgehören Single- und Multimode-Fasern für Wellenlängen zwi-schen 190 und 2.300 Nanometern, polarisationserhaltende Fa-sern sowie aus solchen Fasern hergestellte Bündel, Kabel und Sonden.

Loptek aus Berlin gehört ebenfalls zu den Unternehmen der Re-gion, die sich mit Faseroptiken, -sonden und optischen Messköp-fen für den Einsatz in Medizin und Biotechnologie befassen.

Geburtsstätte einer Industrie – Augenoptik mit langer Tradi-tion

Und wohl nirgendwo sonst ist die Verbindung zwischen optischenKomponenten und Therapie enger als in der Augenoptik. In Ra-thenow stand die Wiege der optischen Industrie Deutschlands.Vor über 210 Jahren erfand Johann Heinrich August Duncker hierdie Vielschleifmaschine. Heute arbeiten rund 1.500 Menschen inRathenow in diesem Bereich – einer Branche, die in Berlin-Bran-denburg zweistellig wächst.

Rund 600 davon sind für Fielmann tätig. Der Brillen-Multi ist dasMutterunternehmen der Rathenower Optik GmbH und am Stand-ort mit einem Produktions- und Logistikzentrum vertreten. ImZweischichtbetrieb liefert man im Schnitt pro Tag mehr als14.000 Gläser und wickelt mehr als 35.000 Aufträge ab. Mit demfranzösischen Konzern Essilor produziert auch ein weiterer Gro-ßer der Branche in Rathenow Brillengläser.

3-D-Schleifsystem� zur� Bearbeitung� von� Brillenglasmaterialien�© Optotec Optotechnischer Gerätebau GmbH

Doch Rathenow definiert sich auch über die kleineren, speziali-sierten Unternehmen. Etwa die Optotec, die sich auf die Herstel-lung augenoptischer Werkstatttechnik spezialisiert hat. Und auchwer Wert auf Exklusivität legt, wird in Rathenow bei Unterneh-men wie MOM Mechanisch-Optische-Metallverarbeitung, woman mit modernster Lasertechnik Brillengestelle aus Titan fertigt, fündig. Gebündelt wird die Kompetenz im Netzwerk OABBoptic alliance brandenburg berlin e.V., in dem sich eine Vielzahlvon regionalen Unternehmen, Bildungs- und Forschungseinrich-

5.1.4 Optische Technologien in Biomedizin und Pharma

72

tungen zusammengeschlossen haben. Gemeinsame Projekte gibtes nicht zuletzt mit den Fachhochschulen in Brandenburg, Pots-dam und Jena oder dem Fraunhofer-Institut für angewandte Poly-merforschung (IAP) in Potsdam-Golm, wo man an Intraokularlin-sen, Kontaktlinsen oder künstlicher Hornhaut forscht.

Im Jahr 2009 wurde die Golmer künstliche Hornhaut erstmals er-folgreich einem Patienten eingepflanzt. In Kooperation mit denUniversitätsaugenkliniken Halle und Regenburg entwickelte Fraunhofer-Forscher Dr. Joachim Storsberg mit seinem Team dazuauf Basis eines wasserabweisenden Polymers eine Prothese, diemit der natürlichen Hornhaut des Auges verwächst. Im Jahr 2010wurde Storsberg für die Entwicklung mit dem Joseph-von-Fraun-hofer-Preis ausgezeichnet.

Branchentransferstellen in Potsdam-Golm und an der FH Bran-denburg stellen die Verbindung zwischen Forschung und Wirt-schaft her. Auch die Herstellung von augenmedizinischen Im-plantaten, Forschung und Entwicklung im Bereich der optischenTechnologien, Mikroskopie und industrielle sowie laboratorischeAnwendung haben ihren Platz bei OABB.

Mplus�Intraokularlinse�im�Kapselsack�© Oculentis GmbH

Und auch in Berlin ist augenoptische Kompetenz vorhanden. Et-wa bei Oculentis, wo man sich auf Intraokularlinsen spezialisierthat – auf künstliche Augenlinsen, die im Krankheitsfall implan-tiert werden. Anwendungsgebiete für die Linsen, die unter demProduktnamen „Lentis“ vermarktet werden, sind Erkrankungenwie Grauer Star, Hornhautverkrümmung oder Altersweitsichtig-keit. Seit der Gründung 1995 konnte sich das Familienunterneh-men mit seinen innovativen ophthalmologischen Produkten in-ternational einen Namen machen und beschäftigt heute über 80Mitarbeiter.

Nur die Phantasie setzt Grenzen – die Zukunft der medizini-schen Optik

Und manchmal können ganz einfache Ideen die Medizin weiter-bringen. So arbeitet man am Heinrich-Hertz-Institut an der be-rührungslosen Steuerung von Computern. Für die Arbeit im Ope-rationssaal ist das ein Quantensprung. Denn bisher musstenChirurgen bei computergestützten Eingriffen mündlich die Steu-erbefehle an einen Assistenten weitergeben. Selbst zu tippenkam wegen Problemen mit der Sterilität nicht in Frage.

Auch an Software und Rechnerleistung stellen die neu gewonne-nen optischen Informationen aus der Diagnostik hohe Anforde-rungen. Lösungen bieten zum Beispiel die arivis GmbH, ein Fraun-hofer-Spin-off mit Sitz in Rostock und Adlershof, und die BerlinerVMscope GmbH. Beide sind auf die Verarbeitung großer Daten-mengen aus Bildgebung und sonstigen medizinischen Untersu-chungen spezialisiert. Das Verbundprojekt „Virtual SpecimenScout“, an dem die Unternehmen beteiligt sind, soll die virtuelleMikroskopie weiter etablieren und verfeinern. Hochauflösend ge-scannte Präparate werden per Software analysiert und aufberei-tet. So soll die diagnostische Bewertung von Mikroskopbildernvereinfacht und ein Vergleich mit Referenzfällen ermöglicht wer-den. Gefördert wird das Projekt vom Berliner Zukunftsfonds, Pro-jektpartner sind das Institut für Pathologie der Charité, die TU Ber-lin sowie die Frankfurter Nexus/DIS GmbH.

Und fast wie Science Fiction mutet an, woran am Max-Planck-In-stitut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Golm geforschtwird: an Vesikeln, kleinen Kapseln, mit denen Arzneimittel gezieltzum Krankheitsherd gebracht werden können. Die Kapseln sindso beschaffen, dass sie gezielt an entarteten Zellen andocken,Wärmeeintrag per Laserstrahl ist eine Option, um sie im Körper zuöffnen.

Derzeit scheint es, als ob allein die Phantasie die Anwendungenbegrenzt, die in Zukunft mit optischen Technologien in der Medi-zin verbunden sein könnten. Doch dass sie Vorstellungskraft ha-ben, beweisen Wissenschaftler und die Verantwortlichen in derRegion täglich. Und auch, dass sie in der Lage sind, ihre Ideen indie Praxis umzusetzen.

Kontakt:Dr. Karl-Heinz SchönbornW.O.M. World of Medicine AGTel.: 030 / 39981527E-Mail: karl-heinz.schoenborn@womcorp.com

5.1.4 Optische Technologien in Biomedizin und Pharma

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„Der Laser ist weit mehr als ein Operationsinstrument“Interview mit Prof. Dr. med. H.-Peter Berlien zu den Optischen Technologien in der Medizin

Herr Professor Berlien, als Lasermediziner an der Evangelischen Elisa-beth-Klinik setzen Sie den Laser vor allem als OP-Instrument ein. Fürwelche Operationen ist der Laser besonders gut geeignet und wo lie-gen die Grenzen für den Einsatz von Lasern in der OP?

Wenn wir von einer Laser-Operation sprechen, so ist dies ein Be-handlungskonzept, bei dem wir das Gewebe verändern. Wir kön-nen es entfernen, verdampfen, es herausschneiden, an Ort undStelle veröden oder auch photochemische Reaktionen auslösen,die erst in einigen Wochen zum Ergebnis führen. Grundsätzlich istes aber so, dass der Laser keine Konkurrenz zum Skalpell darstellt:Wo die Klinge an ihre Grenzen stößt, kommen wir mit dem Laseroft zum Erfolg. Dies betrifft vor allem den Bereich der endoskopi-schen Chirurgie, ebenso die Behandlung von angeborenen Ge-fäßerkrankungen, Feuermalen und Blutschwämmen. Das drittegroße Anwendungsfeld ist die Krebstherapie, namentlich die pal-liative Tumortherapie sowie die Behandlung von Tumorfrühsta-dien.

In Berlin gibt es viele innovative Unternehmen wie die LTB Lasertech-nik, die zum Beispiel für die Früherkennung von schwarzem Haut-krebs eine Weltinnovation auf den Markt gebracht hat. Wie entwickeltsich die Verwendung von Lasern in der Analytik und Diagnostik?

In punkto Krebserkennung verfügen wir dank der Lasertechnolo-gie mittlerweile über die Verfahren der Photodynamischen Dia-gnostik und der Fluoreszenz-Diagnostik. Daneben haben wir mitder Optischen-Cohärenz-Tomographie ein Mittel, um Erkrankun-gen, die unterhalb der Nachweisgrenze des Ultraschalls liegen,gezielt ausforschen zu können. In diesem Punkt machen wir gro-ße Fortschritte. So haben wir mit LTB Lasertechnik und dem eben-falls in Berlin ansässigen Unternehmen World of Medicine ein ge-meinsames Projekt der Fluoreszenz-Diagnostik entwickelt: InKombination mit der Optischen-Cohärenz-Tomographie vereinenwir die Stärken beider Techniken und können so nicht nur Unre-gelmäßigkeiten lokalisieren, sondern auch genau bestimmen.Man muss die Grenzen der Verfahren erkennen und das Beste dar-aus machen. Der Laser ist weit mehr als ein Operationsinstrument.

Die Hauptstadtregion ist sowohl in den Optischen Technologien alsauch in der Medizintechnik gut aufgestellt. Welche Technologien undMethoden aus Berlin sind international von besonderer Bedeutung?Welche Rahmenbedingungen müssen ausgebaut und geschaffen wer-den, um diese Position weiter zu stärken?

Wir sind von Anfang an in Berlin mit unserer strukturellen Auf-stellung sehr gut gefahren und haben nie etwas von einer Personabhängig gemacht. Das ist ein immenser Vorteil von Berlin, dassdie ganze Szene strukturell aufgebaut ist. Unabhängig von deneinzelnen Entscheidungsträgern gewährleistet dies, dass die The-

men über eine lange Kontinuität weiter getragen werden. Es han-delt sich um ein Netzwerk, das die Bereiche aus sich heraus wei-terentwickelt. Das ist auch der große Verdienst meines früherenMentors Professor Jürgen Waldschmidt, der beförderte, dass La-sermedizin keine Spielwiese ist, sondern zur routinemäßigenTechnik avancierte.

Welche regionalen Projekte im Bereich Forschung und Entwicklungsind zurzeit von besonderer Bedeutung? Welche neuen Anwendungs-felder ergeben sich damit?

Wie schon erwähnt arbeiten wir in unserer Abteilung an der Inte-gration von OCT und Multiphotonenfluoreszenz. In Berlin gibt eseinige weitere Arbeitsgruppen mit wichtigen Projekten, als Bei-spiel können die Physikalisch-technische Bundesanstalt (PTB) miteinem Diagnoseverfahren zur Rheumadiagnostik genannt wer-den oder das Klinikum Buch, das an der Verbesserung der Lymph-knotenerkennung beim Krebs arbeitet.

Das Interview führten Markus Wabersky und Arild Eichbaum

Prof.�Dr.�med.�H.-Peter�Berlien hatte den ersten Lehrstuhlfür Lasermedizin an der Freien Universität Berlin. Er war von1996 bis 2005 Chefarzt der neugegründeten Abteilung fürLasermedizin im Krankenhaus Berlin-Neukölln und ist seit2005 Chefarzt der neugegründeten Abteilung für Laserme-dizin in der Elisabeth Klinik in Berlin. Die Abteilung vereint al-le derzeit in der medizinischen Therapie und Diagnostik ein-setzbaren Lasergeräte sowie ein interdisziplinäres Team vonin der Laseranwendung erfahrenen Ärzten. Prof. Berlien istVizepräsident der International Society for the Study of Vas-cular Anomalies (ISSVA) und Vorsitzender der Berliner Wis-senschaftlichen Gesellschaft (BWG) sowie ordentliches Mit-glied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften(acatech).

5.1.5 Photonische Kommunikationstechnik

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Weltrekordhalter in der optischen DatenübertragungMartin Schell, Gerrit Rössler, Kai Kolwitz

Immer größere Datenmengen, immer schneller. Ob Wirtschafts-daten, Telefongespräche, bewegte Bilder oder Online-Spiele. Spä-testens seit dem Beginn des Internet-Zeitalters ist die Frage, wer,wie, mit welcher Bandbreite und welcher Geschwindigkeit Zugriffauf Informationen hat, zu einem entscheidenden Kriterium fürden wirtschaftlichen Erfolg geworden. Schnelle Datenverbindun-gen sind ein Standortfaktor, inzwischen wohl entscheidender alsdie nächste Autobahnauffahrt, der nächste Bahnhof oder Flugha-fen. Die Menge des weltweit übertragenen Datenvolumens steigtjährlich weiterhin um 30 bis zu 50 Prozent. Wer hier überlegeneTechnologien anbieten kann, der sichert sich einen hervorragen-den Platz in einem boomenden Markt.

Und was sollte sich besser für die Übertragung von Daten eignenals Licht? Nichts reist schneller auf diesem Planeten, man kann esleiten, detektieren, lenken, auffangen und verstärken. Bis heuteist keine konkurrierende Technologie mit auch nur annähernd ver-gleichbarem Potenzial zur Datenübertragung über weite Streckenin Sicht.

Von 0,2 Bit auf zehn Terabit pro Sekunde

In Berlin-Brandenburg hatte man das schon sehr früh begriffen:Bereits im Jahr 1832 verband der Preussische Optische Telegraphdie Städte Berlin und Koblenz, die damals längste TelegraphielinieEuropas. Allerdings gab es damals noch keine Glasfaserkabel und

Schnittstellenmodule. Über-tragen wurden Daten damalsdeshalb, indem ein Schwen-karm bewegt wurde. Die näch-ste Stelle las die Informatio-nen per Fernglas ab undübermittelte sie ihrerseits perSchwenkarm weiter.

Berlin-Brandenburger�opti-sche�Datenübertragung�1832:der�Preussische�Optische�Telegraph

Etwa 1,5 Zeichen pro Minute waren mit dieser Technik möglich,das entspricht einer Datenübertragungsrate von etwa 0,2 Bit proSekunde. Nach heutigen Maßstäben nicht viel, doch so ließen sichInformationen deutlich schneller übermitteln als mit der davordominierenden Übertragungstechnologie – mit berittenen Boten.

Später wurden Informationen zwar vor allem mittels elektrischemStrom übermittelt. Doch seit den Neunziger Jahren des vorigenJahrhunderts erlebt die Datenübertragung mittels Optischer Tech-nologien eine Renaissance.

Die Ziele von Forschern und Entwicklern sind heute noch die glei-chen wie damals. Es gilt, die Kapazität der Übertragung zu stei-gern (damals 0,2 Bit pro Sekunde, heute mehr als zehn Terabit proSekunde), die Fehlerrate zu senken (damals ein Fehler pro dreiZeichen, heute einer pro eine Billion Zeichen) und die Latenz zusenken, die Laufzeit der Informationen im System. Zur Zeit des op-tischen Telegraphen lag sie bei etwa drei Stunden, heute ist sieauf unter 100 Millisekunden gesunken. Bei speziellen Verbindun-gen, etwa für den Börsenhandel, sogar unter fünf Millisekunden.

Berlin-Brandenburg ist in Sachen optischer Datenübertragungsehr gut aufgestellt. Hier finden sich Weltmarktführer, internatio-nal bedeutende Forschungseinrichtungen und hoch innovativejunge Unternehmen. Die Region bietet eine Dichte an Unterneh-men und Institutionen auf diesem Gebiet, die nur noch vom Sili-con Valley übertroffen wird.

Heinrich-Hertz-Institut – Forscher und Weltrekordhalter

Getrieben wird die Entwicklung nicht zuletzt vom Heinrich-Hertz-Institut (HHI). Die Einrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft isteins der weltweit führenden Forschungsinstitute für mobile undstationäre Kommunikations-Netzwerke – und es hält einen Welt-rekord, der in die Zukunft der Datenübertragung via Glasfaser ver-weist: Wie man im März 2011 mitteilte, gelang die Datenübertra-gung mit einer Rate von 10,2 Terabit pro Sekunde, über eineStrecke von 29 Kilometern hinweg. Das ist mehr als das 25-fachedes 40-Gigabit-Standards in kommerziellen Netzen. Pro Sekundekönnten so 240 DVDs übertragen werden.

Weltweit�schnellster�Arbitrary�Waveform�Generator�(AWG).�Das�Inset�rechts�zeigt�einen�typischen�Spannungsverlauf�fürkomplexe�Datenübertragung�© Fraunhofer HHI

Ihren Rekord erreichten die Forscher durch Pulslängen von 300Femtosekunden bei Pulswiederholraten von 800 Femtosekunden– knapp das Billionstel einer Sekunde. Zudem konnten durch Qua-draturamplitudenmodulation pro Puls nicht ein, sondern vier BitDaten übertragen werden. Auch den vorherigen Rekord hattendie Berliner Wissenschaftler schon gehalten. Er lag bei einem Vier-tel des neuen, bei 2,56 Terabit pro Sekunde.

5.1.5 Photonische Kommunikationstechnik

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Bis solche Übertragungsraten zum Standard in der Praxis werden,wird es sicher noch einige Jahre dauern. Aber auch mit der nähe-ren Zukunft befasst man sich am HHI: Im Rahmen von Projektenwie 100GET oder dem 2011 ausgelaufenen 100x100 nimmt manschon seit Jahren die Etablierung von 100 Gigabit Übertragungs-rate als Standard ins Visier (100x100 steht für 100 Megabit für100 Millionen Nutzer), gemeinsam mit Forschungspartnern wiedem Institut für Festkörperphysik der Technischen UniversitätBerlin, großen Netzwerkausrüstern und innovativen Unterneh-men aus der Region, etwa die Berliner u2t Photonics. In diesemRahmen wurde zum Beispiel die Idee entwickelt, Informationennicht mehr über die Modulation der Intensität des eingestrahltenLichts zu übertragen, sondern über dessen Polarisation. So lassensich Fehlerquellen in Glasfasern umgehen, etwa Dispersion odernichtlineare optische Effekte. Detektoren für die Phasenlage desLichts wurden auf Basis integrierter Polymer-Wellenleiter-Chipsentwickelt. Alternativ ließe sich die Übertragungsgeschwindig-keit mittels Multiplextechnik erhöhen. Das bedeutet, dass mehre-re Laserdioden leicht unterschiedlicher Lichtfrequenz parallel alsSender verwendet werden, um zu mehr Datenrate zu kommen –vier Photodioden, die jeweils 25 Gigabit pro Sekunde liefern, lie-fern die gewünschten 100 Gigabit.

4-fach�Photodioden-Array�auf�InP-Basis�mit�integriertem�Bias-Tfür�4x25�Gbit/s�© Fraunhofer HHI

Die Deckenlampe übermittelt Daten

Daten müssen von A nach B – und zwar möglichst schnell undmöglichst sicher. Angesichts dieser Aufgabenstellung beweisendie HHI-Wissenschaftler ausgesprochen viel Kreativität. So über-tragen sie Informationen auch drahtlos über sichtbares Licht. Sokönnte eine Deckenlampe zur Signalquelle werden: Man modu-liert LED-Licht mit einer Rate von zehn Megahertz, für dasmenschliche Auge ist das unsichtbar.

Einen Aufbau für ein Videokonferenz-System, das so funktioniert,hat man bereits realisiert. In der Praxis halten die WissenschaftlerÜbertragungsraten von 100 Megabit für realistisch, als Rückkanalwäre zum Beispiel eine Infrarot-Verbindung denkbar. In der Ver-netzung von Computern könnte die Licht-Technik eine Alternativezu konventionellen WLANs werden, zumal sie keine elektroni-schen Geräte stört – und ausgesprochen abhörsicher ist.

Am HHI forscht man mit Blick auf die praktische Anwendung –und auf alles, was nötig ist, um Daten zu senden, zu empfangen,zu codieren und zu detektieren. Außerdem befasst man sich mitVideo- und Audiocodierung, mit der Entwicklung der nötigentechnischen Komponenten und mit optischer Sensorik und Spek-trometrie.

Planaroptischer�Spektrometer�mit�Detektorzeile,�z.B.�zum�Aus-lesen�von�Sensornetzwerken�© Fraunhofer HHI

DVDs der Zukunft und Grundlagenforschung

Kommunikation via optischer Signale erschließt sich immer mehrBereiche, in denen bisher noch elektromagnetisch übertragenwird. Am Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfre-quenztechnik (FBH) will man in dieser Hinsicht hoch hinaus. Undzwar im wahrsten Sinn des Wortes. Denn dort hat man ein Modulentwickelt, das via Halbleiter-Laser und Wellenlängen von 1.000Nanometer Informationen an Satelliten überträgt. Mit der Tech-nik lassen sich gleichzeitig die Komponenten miniaturisieren undhöhere Übertragungsraten erreichen. Außerdem ist sie wenigerstöranfällig. Im Moment arbeitet man daran, das Prinzip fit fürden praktischen Einsatz zu machen. Für das FBH ist das keineneue Aufgabe. Denn schon an der Entwicklung der Vorgänger-Technologie, der Datenübertragung ins All via Halbleiterlaser-ge-pumpter Festkörperlaser, war man im Rahmen mehrerer For-schungsprojekte beteiligt.

Und neben der anwendungsorientierten existiert in Berlin-Bran-denburg auch die Grundlagenforschung auf hohem Niveau. In derArbeitsgruppe Optische Technologien des Instituts für Optik undAtomare Physik der TU Berlin etwa werden innovative optischeMethoden für Informationsspeicherung, Sensorik und Herstel-lung von integrierten optischen Komponenten entwickelt. EinSchwerpunkt liegt in der Entwicklung neuartiger Verfahren zurNano- und Mikrostrukturierung geeigneter optischer Materialien,einschließlich der Untersuchung und Modellierung grundlegen-der Phänomene der Licht-Materie-Wechselwirkung.

Ausgangsbasis sind geeignete Polymere, strukturiert werden siemit verschiedenfarbigen Lasern. Münden könnte diese Forschungzum Beispiel in optischen Speicherdisks, die bei Größe einer DVDden hundertfachen Dateninhalt aufnehmen können. Das Prinzip:Mit stark fokussierten Laserstrahlen werden Mikrohologrammeins Material geschrieben, dadurch kann auf den Disks dreidimen-

5.1.5 Photonische Kommunikationstechnik

76

HoloDisk-Laufwerk�zur�3D-Datenspeicherung© Optische Technologien TU Berlin

sional gespeichert werden. Eine vierte Dimension lässt sich hin-zufügen, indem man solche HoloBits mit verschiedenfarbigen La-sern überlappend auf das Medium schreibt.

Ähnliche Polymere lassen sich auch nutzen, um integrierte opti-sche Komponenten herzustellen. Die Strukturierung der Materia-lien mit Laserstrahlen erlaubt es, nahezu beliebig geformte Wellenleiter in die Photopolymere einzuschreiben. Außerdemkönnen in die Photopolymere auch holographische Struktureneingeschrieben werden. Durch die einfache Kombination von re-fraktiven und diffraktiven Eigenschaften lassen sich zusätzlicheFunktionalitäten in die Photopolymere integrieren.

Modell�eines�polymeroptischen�MUX�4:1�mit�montiertenVCSELn�und�Monitordioden�© Optische Technologien TU Berlin

Das Joint Labs Silicon Photonics von TU Berlin und dem Leibniz-In-stitut IHP aus Frankfurt/Oder widmet sich der Siliziumphotonik,also der Umsetzung elektronischer Schaltungsprinzipien auf denBetrieb mit Licht statt Elektronen. Es bündelt die Kompetenzender Region und könnte Schaltungen deutlich schneller funktio-nieren lassen als bisher. Das Joint Lab Silicon Photonics agiert inenger Verbindung mit Firmen der Region und kooperiert europa-weit mit Spitzeninstitutionen auf dem Gebiet.

Und einen starken Bezug zur optischen Kommunikation hat auchdas Zentrum für Nanophotonik am Institut für Festkörperphysik

der TU Berlin. Hier befasst man sich mit Epitaxie von Nanostruk-turen in Halbleitermaterialien und der Entwicklung neuartigerphotonischer Bauelemente.

Auf Tuchfühlung mit der Forschung – Unternehmen in der Re-gion

Den Transfer von wissenschaftlichen Erkenntnissen des Zentrumsfür Nanophotonik erledigen Unternehmen der Region wie etwaVertical Integrated Systems (VIS) aus Berlin. VIS entwickelt undproduziert Hochgeschwindigkeitskomponenten für die optischeDatenübertragung in kurzreichweitigen optischen Netzwerken,mit Übertragungsraten von bis zu 40 Gigabit pro Sekunde. Manbietet VCSEL-Module, also senkrecht emittierende Halbleiterla-sermodule zum Einspeisen der Signale, Hochgeschwindigkeits-Photodetektoren für den Empfang sowie einzelne Chips. Außer-dem designt und produziert man im Auftrag, mit gutenVerbindungen in die benachbarte TU.

Ebenfalls eng an die institutionelle Forschung in der Region an-gebunden ist u2t Photonics. Entstanden 1998 als Ausgründungaus dem Heinrich-Hertz-Institut, ist man heute Weltmarktführerfür 40-Gigabit/Sekunde-Detektoren und eins der treibenden Un-ternehmen bei der flächendeckenden Etablierung des 100-Giga-bit/Sekunde-Standards in der Praxis. Als solches kooperierte manmit dem HHI im 100GET- und 100x100-Projekt und produziert100-Gigabit-Empfänger in Serie.

Der CPRV1220A zum Beispiel ist das kleinste voll integrierte Emp-fängermodul für den 100-Gigabit-Standard auf dem Markt. Er de-tektiert Phasen- und Vierphasenmodulation des empfangenen

Kohärenter�Empfänger�© u2t Photonics AG

Lichts. Zum Einsatz kommt er nicht nur in schnellen Ethernets,sondern auch in der Langstreckenübertragung optischer Signaleüber unterozeanische Glasfaserleitungen.

Optische Systeme in Großserie

Auf einem ähnlichen Feld ist auch SHF Communication Technolo-gies aktiv – und ebenfalls Weltmarktführer, hier auf dem Gebietvon Elektronik und Testinstrumenten für den 100-Gigabit-Stan-dard. Man entwickelt, fertigt und vertreibt Komponenten undMessgeräte für die Datenübertragung im Hochgeschwindigkeits-bereich, zum Beispiel Bit-Pattern-Generatoren und Error Analyzer,optische Sender und Empfänger, auch für Übertragungsraten jen-

5.1.5 Photonische Kommunikationstechnik

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seits der 100-Gigabit. Außer-dem bietet man Treiberver-stärker für optische Modulato-ren und passive Bauteile fürdie Hochfrequenztechnik an.

Bit�Pattern�Generatoren�&�Er-ror�Analyser�für�Datenratenbis�über�100�Gbit/s�© SHFCommunication Technologies AG

Zum Kundenkreis gehörenKommunikationsindustrie und Netzwerkausrüster genauso wieForschungseinrichtungen. Zudem fertigt SHF industriell System-verstärker für die 40-Gigabitübertragung, die als Standardtech-nologie an Telekommunikationsausrüster geliefert werden.

Die Nähe zu solcher Innovationskraft schätzen auch die Großender Branche: So hat Nokia Siemens Networks in Berlin die Pro-duktion von optischen Systemen für den Hochgeschwindigkeits-transport von Daten via Glasfaser konzentriert. Rund 450 Menschen arbeiten in der Hauptstadt in diesem Bereich, sie ferti-

gen, konfektionieren und lie-fern kundenspezifische Lösun-gen an die Betreiber vonMetro- und Weitverkehrsnet-zen weltweit. Im Dichte-Wel-lenlängen-Multiplexing schaf-fen die Berliner KomponentenÜbertragungsraten bis 3,8 Te-rabit pro Sekunde.

40�Gbit/s�Übertragungssy-stem�für�Weitverkehrsnetze�© Nokia Siemens NetworksGmbH und Co. KG

Komponenten und Komplettsysteme – Berlin-Brandenburg lie-fert das komplette Spektrum

Doch optische Datenübertragung besteht nicht nur aus Sendernund Empfängern. Deshalb forscht und produziert man in Berlin-Brandenburg auch an der Peripherie, entlang der gesamten Wert-schöpfungskette der Technologie. So versteht man sich am Fraun-hofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM)nicht nur darauf, technische Prinzipien in praxisgerechte inte-grierte Bauteile zu verwandeln, sondern entwickelte auch eineTechnik, die die Herstellungskosten für optische Verbindungenentscheidend senken kann.

Den Wissenschaftlern gelang es, optische Verbindungen für kur-ze Distanzen mit einem Verfahren ähnlich dem Drahtbonding zurealisieren. War die Herstellung wegen der nötigen Präzision bis-her eine sehr teure Angelegenheit, werden bei dem IZM-Verfah-ren optisch transparente Polymerfasern ähnlich dem Drahtbon-ding miteinander verknüpft. Weil sich die Herstellung dadurchauch mit modifizierten Maschinen für das Drahtbonding erledi-gen lässt, dürften sich die Fertigungskosten vieler Produkte deroptischen Kommunikationstechnik damit deutlich verringern.

Das vielseitige Know-how Berlin-Brandenburgs im Bereich opti-scher Datenübertragung zog auch das US-Unternehmen COGOOptronics an. Der Entwickler optischer Transmitter-Komponentenmit sehr hoher Bitrate für Telekommunikation und Datenübertra-gungsnetzwerke unterhält eine strategische Partnerschaft mitdem HHI und ist seit 2010 auch in Berlin ansässig. COGO hat über10 Mio. Euro in Berlin investiert und will seine Belegschaft bis2013 auf 35 Mitarbeiter ausbauen.

Auch Unternehmen, die Glasfasern und Lichtleiter konfektionie-ren, sind in der Region angesiedelt. Zum Beispiel FOC - fibre opti-cal components, deren Faserkoppel- und Spleißtechnik weltweiteingesetzt wird, FCC FibreCableConnect oder Frank Optic Pro-ducts.

Lumics, eagleyard Photonics und viele andere fertigen Laserdio-den und komplette Lasermodule für den Einsatz in der optischenDatenübertragung. ADVA Optical Networking, Spezialist für Kom-ponenten für skalierbare optische Netzwerke, unterhält ebenfallseinen Standort in Berlin. Auf Mechanik und Feinwerktechnik imZusammenhang mit optischer Kommunikation versteht sich dieAstro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH, auf Messtechnikdie Luceo Technologies GmbH.

Polymerwellenleiter�für�kostengünstige�optische�Datenübertra-gung�© Fraunhofer IZM

Vom theoretischen Modell eines Opto-Halbleiters aus der Handeines Festkörper-Physikers bis zum Ingenieurssupport für die Fer-tigung und vom Optochip für wenige Euro bis zu kompletten op-tischen Vermittlungsstellen im Millionen-Euro-Bereich – Berlin-Brandenburg kann in Sachen optischer Datenübertragung dasganze Spektrum bieten. In der Region ist ein tragfähiges Netz-werk entstanden, das für fast alle Herausforderungen eine Lö-sung finden kann.

Kontakt:Dr. Martin SchellFraunhofer Heinrich-Hertz-InstitutTel.: 030 / 31002 703E-Mail: martin.schell@hhi.fraunhofer.de

5.1.5 Photonische Kommunikationstechnik

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„Leistungsfähige optische Netze sind die Vorausset-zung für wirtschaftliches Wachstum“Interview mit Prof. Dr. Hans-Joachim Grallert und Dr. Ronald Freund zur photonischen Kommunikationstechnik

Die optische Kommunikation gehört zu den Übertragungstechnikender Zukunft. In welchen Bereichen der Datenübertragung ist in dernächsten Zeit mit bedeutenden Veränderungen zu rechnen? WelcheInnovationen können wir mittel- bis langfristig erwarten?

Hans-Joachim Grallert: Optische Übertragungstechniken habensich insbesondere in den glasfaserbasierten Kern- und Metronet-zen etabliert, die heutzutage Übertragungskapazitäten pro Glas-faser von mehreren Terabit pro Sekunde über Distanzen von eini-gen tausend Kilometern zur Verfügung stellen können.

Durch das Einführen von neuen Diensten und die wachsende An-zahl von Internet-fähigen Endgeräten steigt das Verkehrsaufkom-men in den optischen Netzen mit mehr als 50% pro Jahr. Das er-fordert einen steten Ausbau dieser Netzbereiche und aktuell dieschrittweise Einführung der bereits in den vergangenen Jahrenentwickelten 100-Gbit/s-Technologien.

Ronald Freund: Bedeutende Veränderungen sind in nächster Zeitinsbesondere im Zugangsnetz- und In-house-Netzbereich zu er-warten. Die steigende Nachfrage nach mehr Bandbreite und ge-ringerem Energieverbrauch wird in absehbarer Zeit zum flächen-haften Einsatz optischer Übertragungstechniken in diesenNetzsegmenten führen.

In welchen Bereichen sind die Forschungseinrichtungen und in wel-chen Bereichen die Unternehmen der Hauptstadtregion im Bereichder Optischen Kommunikation führend? Wie sieht es im internatio-nalen Vergleich aus?

Ronald Freund: Forschungseinrichtungen der Hauptstadtregionsind in den Bereichen Netz/System- und Komponenten-Designsowie bei der Herstellung neuer, innovativer Prototypen weltweitführend. Bei den Unternehmen trifft das auf das Design (zum Bei-spiel VPIsystems GmbH und Atesio GmbH) und die Fertigung vonoptischen Übertragungssystemen (zum Beispiel Nokia SiemensNetworks GmbH & Co. KG) sowie auf die Herstellung von Kompo-nenten (zum Beispiel u2t Photonics AG, COGO Optronics GmbHund FOC GmbH) und Messtechnik (zum Beispiel SHF AG) zu.

Diese führende Rolle der in Berlin ansässigen Firmen und For-schungsinstitute spiegelt sich in der Vielzahl ihrer Veröffentli-chungen und Patente sowie in ihrer Mitwirkung an zahlreichenStandards wider.

Wie beurteilen Sie die Potenziale für Gründungen im Bereich der opti-schen Kommunikation auf Basis wissenschaftlicher Forschungser-gebnisse? In welchen Bereichen könnten die Forschungsergebnisseaus der Hauptstadtregion auf breiterer Ebene als bisher vermarktetwerden?

Prof.�Dr.�Hans-Joachim�Grallert studierte Nachrichtentech-nik an der RWTH Aachen und promovierte dort 1977. Seitdem Jahr 2004 ist er am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut(HHI) zunächst in beratender Funktion und seit 2005 als In-stitutsleiter tätig. 2005 wurde er zum Professor für Nach-richtentechnik an die TU Berlin in der Fakultät IV berufen.Vor dem HHI war er Geschäftsführer der CommunicationsOndata GmbH und Vice President von Marconi Optical Net-works (2001-2003). Von 1981 bis 2001 war er bei der SiemensAG in München beschäftigt; zuletzt als Leiter der Entwick-lung von Übertragungssystemen und Mitglied des Führungs-kreises der Siemens Information and Communication OpticalNetworks. © Foto: Fraunhofer HHI

Hans-Joachim Grallert: Die laserbasierte optische Nachrichten-technik ist relativ jung und weist noch beachtliches Innovations-potenzial auf, was Forschungsergebnisse immer wieder belegen.Wichtig für den Prozess des Know-how-Transfers und die wirt-schaftliche Vermarktung von Forschungsergebnissen ist eine starke Zusammenarbeit der kleinen und mittelständischen Unter-nehmen dieser Branche mit Forschungseinrichtungen wie demHeinrich-Hertz-Institut. Das HHI ist grundsätzlich bereit, mit wei-teren Firmen zusammenzuarbeiten und diese mit neuester Tech-nologie und Forschungsergebnissen zu versorgen.

Das vom Berliner Zukunftsfonds geförderte und vom HHI geleiteteProjekt „100x100 Optics“ – 100 Mbit/s für 100 Millionen Nutzer wur-de im Dezember 2011 abgeschlossen. Wie sind die Ergebnisse und wel-che Perspektiven gibt es?

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Hans-Joachim Grallert: Die Ergebnisse des Verbundvorhabens„100x100 Optics“ stärken den Standort Berlin im Bereich der Op-tischen Technologien und werden in den kommenden Jahren zumWachstum dieser Branche beitragen. Die Beteiligung zweier Ber-liner Unternehmen (u2t Photonics AG und COGO OptronicsGmbH) stellt die wirtschaftliche Verwertung der Projektergebnis-se in der Region sicher.

Ronald Freund: Ziel des Projektes ist die Entwicklung von opti-schen Schlüsselkomponenten für hochbitratige Datenübertra-gungssysteme, beispielsweise zum Empfangen phasenmodulier-ter optischer Signale. Im Rahmen von „100x100 Optics“ wurdevom HHI der weltweit erste optische Phasenempfänger auf Poly-merbasis entwickelt und in Übertragungsexperimenten für Da-tenraten von bis zu 116 Gbit/s erfolgreich getestet. Die Ergebnissewurden im September 2011 auf der ECOC in Genf präsentiert.

Infrarotports konnten sich bei Mobiltelefonen in der Vergangenheitnicht etablieren. In wie weit ist die optische Kommunikation direkt inder drahtlosen Telefonie und Internetnutzung einsetzbar? Oder findetihre Anwendung für den Endkunden eher unbemerkt statt?

Ronald Freund: Infrarotkommunikationssysteme haben sich inder Vergangenheit aufgrund der geringen Datenraten gegenüberden RF-basierten Funklösungen nicht am Markt etablieren kön-nen. Die Anwendung neuer Übertragungsverfahren ermöglichtheutzutage Übertragungsraten von bis zu 1 Gbit/s, und das auchmit sichtbarem Licht unter Verwendung von LEDs, die vielseitig

für Beleuchtungszwecke eingesetzt werden. Bereiche mit ständi-ger Beleuchtung wie Großraumbüros, Produktionshallen, medizi-nische Bereiche, Flugzeugkabinen oder der öffentliche Fern- undNahverkehr bieten in Zukunft ein großes Potenzial für die opti-sche Drahtloskommunikation.

Unter Verwendung der Wellenlängenmultiplextechnik könnenkünftig Übertragungskapazitäten von mehreren 100 Gbit/s auchfür terrestrische Freistrahl-Links und optische Satellitenkommu-nikationssysteme zur Verfügung gestellt werden.

Herr Professor Grallert, Sie sind Leiter des Fraunhofer-Institut fürNachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI). An welchen be-deutenden Forschungsprojekten arbeitet das HHI zurzeit und welchePraxisinnovationen könnten daraus entstehen?

Hans-Joachim Grallert: Leistungsfähige optische Netze sind dieVoraussetzung für wirtschaftliches Wachstum. Das HHI arbeitetmit Partnern an Lösungen, die diese optischen Netze sicherer,energieeffizienter und noch schneller machen. Zurzeit führt dasHHI mit Partnern Projekte zur Entwicklung von optischen Zu-gangsnetztechnologien der nächsten Generation durch, die es er-lauben werden, jedem Endteilnehmer einen symmetrischen Netz-zugang, also mit gleicher Bitrate für Up- und Download mit einerKapazität von mindestens 1 Gbit/s zur Verfügung stellen zu kön-nen.

Darüber hinaus arbeitet das Heinrich-Hertz-Institut an der Entwicklung der nächsten Generation von Mobilfunksystemen so-wie an neuen Lösungen zur Steigerung der Übertragungskapa-zität in optischen Satelliten- und Unterseekabel-Übertragungs-systemen sowie den dafür erforderlichen photonischen Kompo-nenten.

Außerdem beschäftigen sich Abteilungen des HHI mit der Auf-nahme, Übertragung, Verarbeitung und Wiedergabe von Videosi-gnalen in der Film- und Fernsehindustrie (3D) sowie in industriel-len und medizintechnischen Anwendungen.

Das Interview führten Markus Wabersky und Arild Eichbaum

Dr.� Ronald� Freund leitet im Fraunhofer-Institut für Nach-richtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut die Abteilung Photo-nische Netze und Systeme mit Forschungsschwerpunkten imBereich der optischen Kern-, Metro-, Zugangs- und In-house-Netze. Die Abteilung ist zudem im Bereich der Entwicklungvon optischen Unterseekabel- und Satellitenkommunikati-onssysteme tätig. Weitere Forschungsthemen sind Quanten-kommunikation und optische Signalverarbeitung.

5.2 Mikrosystemtechnik

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Winzige Systeme mit vielfältigen FähigkeitenHarald Pötter, Doreen Friedrich, Klaus-Dieter Lang, Herbert Reichl, Maik Hampicke, Gerrit Rössler, Kai Kolwitz

Mobiltelefone enthalten Kameras und GPS-Sensoren. Autos lesenselbstständig Verkehrszeichen und ziehen sich, wenn sie schleu-dern, selbst wieder in die Spur. Herzschrittmacher bieten Diagno-sefunktionen und übermitteln Informationen zum Gesundheits-zustand ihres Trägers an die behandelnden Ärzte.

Solche komplexen, miniaturisierten elektronischen und opti-schen Systeme sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken.Und sie erobern sich immer mehr Anwendungen. Das erfordertTechnik, die eine Fülle von Funktionen und Einzelbauteilen aufengstem Raum miteinander in Aktion bringt, ob in Form konven-tioneller Schaltungen oder monolithisch in Halbleitermaterialienund Substraten integriert. Wann immer neue Funktionsprinzipienentwickelt werden, braucht es jemanden, der sie in eine mög-lichst winzige und integrierte Form bringt.

In Sachen Mikrosystemtechnik gehört Berlin-Brandenburg zu denstärksten Regionen Deutschlands. Schwerpunktthemen in der Re-gion sind Halbleiter großer Bandlücke (Kapitel 5.2.1), Leistungs-elektronik (Kapitel 5.2.2), Sensorik (Kapitel 5.2.3) und Systeminte-grationstechnologie (Kapitel 5.2.4).

Mikrosysteme vereinen die wissenschaftlichen Disziplinen

Die große Stärke der Region Berlin-Brandenburg ist die Vernet-zung. Und in der Mikrosystemtechnik ist sie besonders wertvoll:Am Standort Berlin Adlershof haben sich die führenden BerlinerForschungseinrichtungen bereits im ZEMI - Zentrum für Mikrosy-stemtechnik Berlin - zusammengeschlossen und bieten ihr Know-how und ihre Infrastruktur für industrielle Projekte an. Die Band-breite der im ZEMI zusammengeschlossenen Mitspieler reichtvon der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM),das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, demFerdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenz-technik (FBH), dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit undMikrointegration (IZM), dem Fraunhofer-Institut für Produktions-anlagen und Konstruktionstechnik (IPK) sowie der TU Berlin mitden Instituten für Konstruktion, Mikro- und Medizintechnik, fürWerkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb sowie für Hochfrequenz-und Halbleiter-Systemtechnologien.

Äußerst gefragt, wenn es um die Miniaturisierung und Integrati-on von Elektronik geht, ist das Fraunhofer IZM. Auch hier unter-stützt man Firmen und wissenschaftliche Institutionen dabei, ro-buste und zuverlässige Elektronik zu entwickeln, aufzubauen undin die Anwendungsumgebung zu integrieren. Schwerpunkte desFraunhofer IZM sind Integration auf Substrat- und Waferebene so-wie Design und Zuverlässigkeit von elektronischen Mikrosyste-men. Dabei arbeitet man zum Beispiel an Mikrokameras, die we-niger als 1x1x1 mm messen, aber dabei 64.000 Pixel aufweisen.

Erst eine durchgängige Produktion auf Waferlevel erlaubt einederart kostengünstige Fertigung, dass eine Verwendung als Ein-malendoskop möglich ist.

Substratlinie�am�Fraunhofer�IZM�zur�fertigungsnahen�Forschung�© Fraunhofer IZM

Kürzlich ging das IZM im Rahmen des Forschungsratings Elektro-technik und Informationstechnik als bestes aller 47 in diesen Be-reichen tätigen deutschen Forschungseinrichtungen hervor. InBezug auf Forschungsleistung, Effektivität, Effizienz, Nachwuchs-förderung und Transferleistung bescheinigte der Wissenschafts-rat dem IZM sehr gute bis herausragende Leistungen.

Materialien und Grundlagenforschung

Hervorgegangen ist das Fraunhofer IZM aus dem Forschungs-schwerpunkt „Technologien der Mikroperipherik“ an der TU Ber-lin. Heute betreibt das Fraunhofer-Institut gemeinsam mit dieserdas „Berlin Center of Advanced Packaging“, das im gesamtenSpektrum der Miniaturisierung und Systemintegration aktiv ist.

Auch darüber hinaus nimmt die Mikrosystemtechnik an der TUBerlin breiten Raum ein. So wurde am Institut für Festkörperphy-sik das Fachgebiet Optische und Optoelektronische Integration eingeführt, an dem grundlagenorientierte Forschung betriebenwerden soll. Außerdem existiert der Forschungsbereich Halblei-ter-Nanophotonik, an dem auch das FBH beteiligt ist – mit demZiel, neuartige photonische und nanophotonische Bauelementezu entwickeln.

Das Institut für Optik und Atomare Physik forscht unter andereman Dünnschichtsystemen zur Herstellung von Filtern und Tempe-ratursensoren. Und natürlich sind auch TU-Bereiche wie die Mi-kroelektronik und Institute wie die für Konstruktion, Mikro- und

5.2 Mikrosystemtechnik

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Medizintechnik oder für Hochfrequenz- und Halbleiter-System-technologien, in die Mikrosystemtechnik involviert. Gleiches giltfür das TU Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb, ge-meinsam mit dem benachbarten Fraunhofer-Institut für Produkti-onsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK).

Auch das Fraunhofer-Institut für angewandte Polymerforschungin Potsdam-Golm arbeitet an Grundlagen für die Mikrosystem-technik: Man beschäftigt sich mit der Entwicklung von neuen or-ganischen Materialien für den Einsatz in der Polymerelektronik,vor allem solchen, die lichtsensitiv sind und sich durch photoche-mische, holographische oder sonstige Licht basierten Methodensteuern und bearbeiten lassen.

Das Institut für Dünnschichttechnologie und Mikrosensorik e.V.(IDM) sucht ebenfalls nach solchen Materialien. Das Spektrumder Arbeiten umfasst die chemische Synthese optischer und sen-sorischer Funktionsmaterialien, die Erarbeitung von Strukturie-rungs- und Verarbeitungs- sowie Replikationsstechnologien bishin zur Entwicklung optischer und sensorischer Funktionsele-mente. Dabei entwickelt das IDM Polymer- und Kompositmate-rialien insbesondere zur photochemischen, holographischen undElektronenstrahl-Strukturierung.

Die Brandenburgische Technische Universität Cottbus und dasIHP - Leibniz-Institut für Innovative Mikroelektronik in Frankfurt(Oder) betreiben auf dem Campus der Universität das Joint Lab,

das vor allem an und mit Silizi-um forscht. Neben Anwen-dungen in der Photovoltaikforscht man etwa an Silizium-Lichtemittern für die optischeDatenübertragung on-the-chip und zukünftigen Tera-hertz-Feldeffekt-Transistoren.Das Leibniz-Institut selbst ar-beitet vor allem an der Weiter-entwicklung drahtloser Kom-munikationstechnik sowie anMaterialien für die Mikro- undNanoelektronik.

Mikrotechnologien�im�Reinraum�© HTW Berlin/Sonja Trabandt

Die Berliner Hochschule für Technik und Wirtschaft bietet sogareinen Studiengang Mikrosystemtechnik an. Sieben Semester dau-ert das Bachelor-Studium und bietet neben einer soliden Ausbil-dung in den ingenieurtechnischen Kernkompetenzen auch denZugang zu modernen Simulations- und CAD-Techniken, zu Infor-matik, Elektronik, Sensorik und Mikrotechnologie.

Mikrooptik und mikrooptische Systeme

Insbesondere an der Schnittstelle von Mikrosystemtechnik undOptischen Technologien hat die Region Berlin-Brandenburg eini-ges zu bieten. Zu den Projekten mit der größten Strahlkraft gehörtFreshScan, ein Laser-System zur Überprüfung des Frischezu-stands von Fleisch. Beteiligt sind u.a. das Fraunhofer IZM, das FBH

und das Institut für Optik und Atomare Physik der TU Berlin. DasFraunhofer IZM half dabei, die Technologie in einen kompaktenHandscanner zu integrieren. Der Scanner kommuniziert per Blue-tooth mit dem PC und wird via Touchscreen bedient.

Diodenlasersystem�für�FreshScan�-�dank�Mikrosystemtechniknur�2x1�cm�klein�© FBH/schurian.com

Auch in der Industrie beschäftigen sich zahlreiche Unternehmenmit der Mikrooptik. So versteht sich etwa die AEMtec in Berlin Ad-lershof mit gut 100 Mitarbeitern auf die Entwicklung, Qualifikati-on, Industrialisierung und Produktion miniaturisierter und kom-plexer elektronischer und optoelektronischer Mikrosysteme. Manarbeitet mit Chip-Level-Technologien der neuesten Generation,etwa Chip on Board oder Flip-Chip und schafft im vollautomati-schen Prozess Positioniergenauigkeiten im Sub-Mikrometer-Be-reich.

VCSEL-Array© AEMtec GmbH

Finetech ist Anbieter von Ausrüstung für eine Vielzahl von Re-work- und Mikromontageanwendungen. Zu den Schwerpunktengehören Laser-Bar-Bonden, VCSEL und Photodioden, optischePackages, welche im Wesentlichen aus optischen (Linsen, Pris-men, Blenden, Filtern, etc.) und elektronischen Bauelementen be-

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stehen, sowie Chip-on-Glass (COG), eine Flip-Chip-Technologiefür die direkte Montage von Schaltungen auf Glassubstrate. COGwird vorwiegend für Quelltreiber-Chips in der TFT-Technologie ge-nutzt, also etwa für LCD- und Plasmabildschirme, bei e-ink undOLED Displays oder in 3D-Konzepten.

Präzises�Platzieren�einer�Linse�in�die�V-Nut�© Finetech GmbH und Co. KG

Auf die Entwicklung und Herstellung von mikro- und nanoopti-schen Systemen für die optische Sensorik und Bioanalytik hat sichdie Firma Dr. Michael Himmelhaus – NanoBioAnalytics speziali-siert. Im Vordergrund stehen dabei Mikropartikelsensoren auf Ba-sis von sogenannten Whispering-Gallery-Mode-Anregungen inPolymerpartikeln mit Größen im Mikrometerbereich. Über äuße-re optische Anregung zirkuliert in den Partikeln Licht wie in einemkugelförmigen mikroskopischen Wellenleiter. Die dabei entste-henden Interferenzmuster reagieren äußerst sensitiv auf jeglicheÄnderung in der Partikelform, -größe sowie den Eigenschaftender Partikelumgebung. Denkbar ist es dabei sogar, die Mikroson-den von lebenden Zellen fressen zu lassen und dabei die bio-mechanischen Kräfte zu messen, die die Zellen auf die Sondenausüben. Registriert werden die Messdaten mit Hilfe von faser-optischen Meßköpfen und hochauflösenden Spektrometern, dieNanoBioAnalytics ebenfalls liefern kann.

Neben diffraktiven Optiken hat Holoeye Photonics auch LCOS-Mi-krodisplay-Komponenten im Angebot. Dabei steht LCOS für „Li-

Hochauflösende�LCOS�Microdisplays© Holoeye Photonics AG

quid Crystal on Silicon“, also für Flüssigkristall auf Silikon. Dabeibefinden sich die Flüssigkristall-Komponenten auf einem Silikon-chip mit einer hoch reflektierenden Oberfläche, das verbindet gu-te Darstellung mit niedrigen Herstellungskosten. Lieferbar sindmonochrome und farbsequentielle Displays.

Hinzu kommen Unternehmen, die Komponenten liefern können,die für die Herstellung von Mikrosystemen benötigt werden. ZumBeispiel die MSG Lithoglas AG. Hier befasst man sich mit der For-schung und Entwicklung, der Produktion und der Vermarktungvon Verfahren und Produkten im Bereich mikrostrukturierterWerkstoffe, vor allem von Glas. Dabei verfügt man über eine ein-zigartige Technologie, die hermetische und zuverlässige, struktu-rierte Glasschichten bei hohen Abscheideraten und niedrigenSubstrattemperaturen ermöglicht. Typische Anwendungen sindPassivierungsschichten, zum Beispiel aus Borosilikatglas, gläser-

ne Verkapselungen von opto-elektronischen Bauteilen aufWafer-Level sowie mikrofluidi-sche Elemente.

Hermetische,�nahezu�belie-big�strukturierbare�Borosili-katglasschicht�auf�Silizium-Chip�© MSG Lithoglas AG

Die Firma micro resist technology entwickelt, produziert und ver-kauft Materialien zur Herstellung von mikroelektronischen undHalbleiterbauteilen. Vor allem bietet man Photoresiste für opti-sche, Elektronenstrahl- und Röntgenstrahllithografie, Polymerefür die Nanoimprint-Lithografie sowie anorganisch-organischeHybridpolymere für mikro- und nanooptische Anwendungen.Man ist Distributor für Dow Electronic Materials, MicroChemCorp. und DuPont und strukturiert auf Wunsch Kundensubstratelithografisch.

Ekos dagegen ist Lieferant, wenn es um Optiken geht. NebenKomponenten für Aufnahmezwecke und Laseroptik hat man auchmikrooptische Komponenten für Abtastzwecke und Zwischenab-bildungen im Angebot. Auch das Produktportfolio der Frank OpticProducts umfasst mikrooptische Komponenten und Systeme.

Mikrosystemtechnik,�Mikrooptik�für�die�Photonik© Frank Optic Products GmbH

5.2 Mikrosystemtechnik

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Entwicklungskompetenz lässt sich einkaufen

Auch wenn externes Know-how und Entwicklungsdienstleistun-gen gefragt sind hat die Region einiges zu bieten. Die Berliner Na-notest und Design GmbH zum Beispiel erbringt ingenieurtechni-sche Dienstleistungen in den Bereichen Mikrosystemtechnik undNanotechnologie/Nanomesstechnik. Das Spektrum umfasst un-ter anderem Zuverlässigkeitsanalysen für Mikrokomponenten,Mikrosysteme und Nanomaterialien, die thermische Charakteri-sierung von Materialien und Materialverbünden der Mikrotech-nik, die Simulation von Mikro- und Nanoaufbauten sowie die Begutachtung von Werkstoff- und Bauteilanordnungen von Auf-bauten im Mikro- und Nanobereich.

Auch die Berliner Active Space Technologies fungiert als Entwick-ler für Technologie in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Mikro-systemtechnik, Laser und Wissenschaft. Active Space verstehtsich unter anderem auf Temperaturmanagement, Strömungs-und Kühlungsprozesse, auf mechanische und CAD-Entwicklun-gen, Materialauswahl sowie den Bau von Prototypen und die Pro-duktionsvorbereitung. In den Referenzen finden sich unter ande-rem die Europäische Weltraumagentur ESA, Thales und dasDeutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Inmotec Automation ist Spezialist für Automatisierungsaufgaben.Man deckt den kompletten Bereich von Human-Machine-Inter-face, Steuerung und Antriebstechnik via EtherCAT, Kurvenschei-ben und komplexen Mehrachsbahnsteuerungen ab und hat dabeiauch die Sicherheitstechnik im Auge.

Die Christian Dunkel GmbH, hervorgegangen aus dem Werkzeug-bau des Werkes für Fernsehelektronik, ist Spezialist für Entwick-lung, Bearbeitung und Herstellung von mikrosystemtechnischenKomponenten aus diversen Metallen, Keramiken, Gläsern undKunststoffen. Mit mehr als 130 Mitarbeitern beschäftigt sich dieFirma auch mit Entwicklung, Herstellung, Umbau und Reparaturvon Sondermaschinen, Vorrichtungen, Schnitt- u. Stanzwerkzeu-gen, Lehren, Kunststoff- und Druckgußformen sowie der Einzel-teilfertigung. Auftraggeber stammen hauptsächlich aus der Luft-und Raumfahrtindustrie, der Energietechnik, der Automobilindu-strie, der optischen Industrie und der Medizintechnik.

Mikrosysteme in der Sicherheitstechnik

Ein wichtiger Treiber für die Weiterentwicklung von Mikrosy-stemtechnik ist das in den letzten Jahren stark gestiegene Be-dürfnis nach technisch hergestellter Sicherheit. In der Region gibtes eine Vielzahl von Einzelakteuren, Initiativen und Netzwerken,die speziell in diesem Bereich arbeiten – allein mehr als 30 For-schungseinrichtungen, unter anderem Institute der Fraunhofer-Gesellschaft, der Leibniz-Gemeinschaft sowie die drei großen Ber-liner Universitäten FU, HU und TU. Das Spektrum reicht von dermechanischen über die elektronische bis hin zur informations-technischen Sicherheit. Zusätzlich werden werkstoffliche, medizi-nische und biologisch-ökologische Sachverhalte behandelt.

Ein wichtiger Akteur in diesem Zusammenhang ist die Bundes-druckerei. Da sie unter anderem Ausweisdokumente herstellt, ge-hört es zu ihren Kerninteressen, diese möglichst fälschungssicher

zu gestalten. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IZM ent-stand deshalb ein Mehrlagen-Sicherheitsdokument mit integrier-ter Elektronik. Die Karte soll später zum Beispiel biometrische Da-ten ermitteln, verarbeiten und speichern können oder sogar einflexibles Display enthalten, auf dem eine ganze Bildfolge zu se-hen sein könnte. Denkbar wäre es auch, Zugangsberechtigungenzu bestimmten Bereichen an die Kodierung des Ausweises zu kop-peln.

Mehrlagen-Sicherheitsdokument�mit�integrierter�Elektronik�© Fraunhofer IZM

Solch ein Dokument wäre extrem fälschungssicher. Damit sich dieTechnik in ein Ausweisdokument integrieren lässt, sind die ver-wendeten Chips dünner als zehn Mikrometer. Außerdem musssolche Technik auch unter den Strapazen, denen ein Ausweis aus-gesetzt ist, jahrelang zuverlässig funktionieren. Unter anderemsollen das mehrere tausend Zyklen von Biege- und Torsionstestssicherstellen.

Ein weiteres Thema für die Mikrosystemtechnik zu Sicherheits-zwecken sind Produktfälschungen. Zum Schutz vor Plagiaten undzur eindeutigen Kennzeichnung von Ersatzteilen werden diese inZukunft vermehrt direkt im Material elektronisch gekennzeichnetwerden. Hierzu muss die Elektronik in Bauteile aus metallischenoder polymeren Werkstoffen integriert werden. Außerdem musssie widrigen Einsatzbedingungen standhalten sowie über eineKommunikationsschnittstelle und idealerweise über eine eigene,autarken Betrieb bietende Energieversorgung verfügen.

5.2 Mikrosystemtechnik

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Lab�on�Substrate�© Fraunhofer IZM/Döring

Mikrosysteme sorgen für Gesundheit und Lebensqualität

Ein weiterer großer Anwendungsbereich für die Mikrosystem-technik ist der medizinische Bereich. Kleine, mobile Geräte fürDiagnostik und Therapie können Patienten 24 Stunden am Tag be-gleiten, ohne die Lebensqualität zu beeinträchtigen. Minimal-in-vasive Operationstechniken, möglich etwa durch miniaturisierteKameras, hinterlassen kaum noch Spuren. Auch komplexe Analy-sen, die bislang im Labor stattfanden, können inzwischen in vielen Fällen mittels „Lab on Chip“- oder „Lab on Substrate“-Sy-stemen beschleunigt und vor allem gleichzeitig durchgeführt wer-den.

Für Berlin-Brandenburg, wo die Medizintechnik traditionell starkist, eröffnet das viele neue Möglichkeiten. Beispiele für in diesemBereich aktive Unternehmen sind World of Medicine und MGB,beides Berliner Firmen, die Komponenten für endoskopische undsonstige minimal-invasive Eingriffe herstellen. Biotronik, einst ge-gründet vom Schöpfer des ersten deutschen Herzschrittmachers,hat heute Schrittmacher im Angebot, die gleichzeitig das Monito-ring des Patienten ermöglichen: Die Geräte senden kontinuierlichgesundheitliche Daten über das Mobilfunknetz – weltweit und au-tomatisch, unabhängig davon, wo der Patient sich gerade aufhält.So kann der behandelnde Arzt über einen geschützten Internet-zugang den Therapieverlauf kontrollieren. Auch für Daten wieBlutdruck, Puls oder Gewicht ist diese Art von Sensorik denkbar.Kritische Zustandsveränderungen lassen sich dadurch frühzeitigerkennen.

Blinden-Langstock�mit�Laser-sensorik�für�den�Oberkörper-schutz�© Vistac GmbH

Im Bereich Intelligente Syste-me und Robotik der FU Berlinläuft derzeit sogar ein Projekt,

das Blinden einen Teil ihrer Sehkraft wieder zurückgeben soll: Ge-forscht wird an einer Mikrooptik-Lesebrille, also Software undSteuerung für eine aktive Kamera für Blinde, die gezielt in der Um-gebung nach Dokumenten sucht, diese erfasst und über einenSynthesizer vorliest. Auch die Firma Vistac aus Teltow in Bran-denburg bietet Blinden Hilfestellung. Sie hat einen Blindenstockentwickelt, der per Laser die Umgebung scannt und vor Hinder-nissen warnt. Das Prinzip nutzt man zum Beispiel auch für Kollisi-onsschutzsensoren.

Technik, die selbstständiges Leben möglich macht

Gerade auch angesichts des demographischen Wandels dürftensolche Angebote in den kommenden Jahren große segensreicheWirkung zum Wohle von Gesundheit und selbstständigem Lebenentfalten. Das Schlagwort „Ambient Assisted Living“ umfasstTechniken, die Älteren möglichst lange ein angenehmes, selbst-ständiges Leben ermöglichen sollen.

Technologiedemonstrator�eines�Pflegearmbandes,�dasHautfeuchte�und�Temperaturzuverlässig�überwacht�© Fraunhofer IZM/EMFT

Betrachtet man allein dieHauptstadtregion sind heutein Berlin 15%, in Brandenburgbereits 18% der Bevölkerungüber 65 Jahre alt. Nach denPrognosen des Statistischen

Bundesamts werden es im Jahr 2030 18,5 und 26% sein. An Ideenfür das „Ambient Assisted Living“ mangelt es nicht: Als vielver-sprechender Ansatz zur Versorgung etwa von Herzinsuffizienzpa-tienten haben sich Telemonitoringsysteme erwiesen. Vor allemdann, wenn sie sich mit „Wearable Computing“ verbinden lassen.Dabei könnten in die Kleidung integrierte Sensoren die Gesund-

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heitsdaten messen, völlig unsichtbar und damit ohne den Trägerder Kleidung zu stigmatisieren.

Ein weiteres Anwendungsfeld in diesem Zusammenhang ist das„Smart Home“ oder intelligente Wohnen. Dazu zählen insbeson-dere Licht-, Heizungs- und Klimasteuerungen, aber auch Alarm-anlagen, die Notfälle signalisieren. Weiterhin gibt es akustischeund optische Orientierungshilfen, die daran erinnern können, ge-nug zu trinken und wichtige Medikamente einzunehmen. AuchRoboter für häusliche Hol- und Bringdienste sind denkbar. Wie soetwas funktionieren könnte, lässt sich in Berlin-Brandenburg be-reits praktisch erleben: Bereits 2008 rüstete eine Wildauer Woh-nungsbaugesellschaft eine Musterwohnung mit innovativer Funk-technologie des regionalen Unternehmens Eldat GmbH aus.Mithilfe eines Handsenders lässt sich zum Beispiel das Licht dergesamten Wohnung steuern. Im Fall eines Falles lässt sich so auchmenschliche Unterstützung aus anderen Räumen oder der Nach-barwohnung rufen.

Ein weiteres Beispiel ist das vom Bundesministerium für Bildungund Forschung geförderte Vorhaben SELBST-„Selbstbestimmt Le-ben im Alter mit Mikrosystemtechnik“. In diesem Verbundvorha-ben entwickeln der pme Familienservice gemeinsam mit demFraunhofer IZM, dem Berliner Systemtechnik-Unternehmen Esys,dem SIBIS Institut für Sozialforschung GmbH, der Universität derKünste Berlin sowie dem Zentrum für Mikrosystemtechnik Berlin(ZEMI) eine benutzerfreundliche Kommunikationsplattform mitangekoppeltem Dienstleistungskonzept.

Im Zentrum stehen ein SELBST-Bedien-Pad als Kommunikations-zentrale sowie ein Sensorbaukasten zur problemlosen Nachrü-stung. Leichte Bedienbarkeit und vielfältige Funktionen sollen dieKommunikation der älteren Menschen mit entfernt wohnendenFreunden und Familienangehörigen fördern und gleichzeitig dieAngehörigen bei der Betreuung entlasten. Im Zusammenspiel mitdem Pad soll der Sensorbaukasten den aufmerksamen Nachbarnersetzen und den entfernt wohnenden Angehörigen jederzeit ver-mitteln, ob noch alles in Ordnung ist.

SELBST-Bedien-Pad© pme Familienservice GmbH

Ein weiteres Projekt in der Region ist „MIDIS - Mikrosystemtech-nische Dienstleistungs-Innovationen für Senioren“. Hier geht esum Grundsätzliches: Es werden inhaltliche Grundlagen und me-thodische Vorgehensweisen für die kooperative Entwicklung und

erfolgreiche Vermarktung solcher AAL-Konzepte erarbeitet. Alsoffene Plattform soll MIDIS allen Interessierten die Gelegenheitbieten, ihre Ideen einzubringen.

Zudem soll über das Projekt die Kooperation von Dienstleisternund Mikrosystemtechnik-Herstellern organisiert und das metho-dische Vorgehen erprobt werden. Große Bedeutung kommt dabeider Usability zu: Je weniger ein Nutzer Technik bewusst wahr-nimmt, desto größer ist die Akzeptanz.

Im Rahmen des Projekts „1.000 Wohnungen in Berlin - Leben mitinnovativer Technik“ sollen in den nächsten fünf Jahren Wohnun-gen in der Hauptstadt mit nachrüstbaren, intelligenten Assistenz-und Unterstützungssystemen ausgestattet werden. Um Älterenein selbstständiges Leben zu ermöglichen, sollen auch entspre-chende Dienstleistungen integriert werden. Durch die Einbin-dung der Industrie und des Handwerks, der Akteure des Gesund-heitswesens, der Kranken- und Pflegekassen, der Wohnungs-wirtschaft und des Bauwesens will man dabei möglichst tragfähi-ge, umfassende Lösungen finden.

Um die Aktivitäten in dieser Richtung zu fördern und die Bedeu-tung des Themas zu unterstreichen, wurde unter Führung der TSBInnovationsagentur Berlin das Handlungsfeld „Vernetztes Leben“initiiert. In enger Abstimmung mit der Senatsverwaltung für Wirt-schaft, Technologie und Forschung will man den Einsatz von In-formations- und Kommunikationstechnologien fördern, die dasZiel haben, den Menschen in seiner Wohn- und Arbeitsumgebungzu entlasten.

Mit dem Handlungsfeldreport„Vernetztes Leben“ hat die TSBbereits die Potenziale der Re-gion aufgezeigt – vor allem inden Bereichen „Wohnen“, „Un-terwegs“, „Telemedizin“ und„Güter“, die Wohnen, Arbeitenund das Leben in der Stadt inden Mittelpunkt stellen. Aufder Website der TSB (www.tsb-berlin.de) kann der Report her-untergeladen werden.

Report�Vernetztes�Leben© TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

„Ambient Assisted Living“ ist bei weitem nicht der einzige Be-reich, in dem Mikrosystemtechnik das Leben besser machen undgleichzeitig ihr wirtschaftliches Potenzial entfalten kann. Aber erist einer, mit dem sich für die Zukunft viele Hoffnungen verbin-den.

Kontakt:Prof. Dr. Klaus-Dieter LangFraunhofer IZMTel.: 030 / 46403 179E-Mail: klaus-dieter.lang@izm.fraunhofer.de

VERNETZTES LEBENin Berlin-Brandenburg 2011

THE GERMAN CAPITAL REGIONexcellence in ict • media • creative industries

 

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5.2 Mikrosystemtechnik

„Die Infrastruktur für die Industrie ist in Berlin-Brandenburg vorhanden“Interview mit Prof. Dr. Klaus-Dieter Lang zur Mikrosystemtechnik

Berlin-Brandenburg ist im Bereich Mikrosystemtechnik in Forschungund Wissenschaft sehr gut, in vielen Bereichen sogar internationalführend aufgestellt. Welche Technologien und Methoden aus Berlinsind weltweit von besonderer Bedeutung? Welche neuen Anwen-dungsfelder ergeben sich daraus?

Die Stärken der Region liegen im Bereich photonischer Kompo-nenten, Technologien und Systeme, in Bezug auf die Mikrosy-stemtechnik (MST) sind es beispielsweise Mikrolaser, Kamerasy-steme und Kommunikationskomponenten. Speziell im Bereichder Mikrosystemtechnik liegen weitere Stärken Berlin-Branden-burgs im Bereich der Sensorik und der Signalübertragung sowienatürlich der Systemintegration. Neben den traditionellen An-wendungsgebieten Industrie, Automobiltechnik, Kommunikationund Medizin haben sich in Form von Life Science, Gebäudemana-gement, Produktionstechnik und Energieeffizienz große neue Ein-satzbereiche aufgetan. Dahinter steckt eine ungeahnte Anzahl anSensor- und Verarbeitungstechniken.

Bei Industrie und Wirtschaft entsprechen Zahl und Größe der Unter-nehmen noch immer nicht dem Potenzial. Wo sehen Sie Ansatzpunk-te für eine optimierte Ansiedlungspolitik? Welche Rahmenbedingun-gen müssen ausgebaut und geschaffen werden, um für Neuan-siedlungen einen Grundstein zu legen?

Auf dem Feld der Mikrosystemtechnik gibt es hier schon einige –auch große – Unternehmen, die durchaus weltweit renommiertsind. Schließlich ist Berlin der drittstärkste Mikrosystemtechnik-standort in Deutschland. Ich habe aber den Eindruck, dass dieseLeistungen durch die Vielseitigkeit der Stadt etwas untergehen.Berlin wird als Stadt der Geschichte, der Wissenschaft und vor al-lem der Kultur wahrgenommen, nicht aber als Industriestandort.Dabei ist die nötige Infrastruktur in großen Teilen vorhanden undkönnte bei Bedarf ausgeweitet werden. Die Stadt muss sich poin-tierter als industrieller Technologiestandort mit einem außeror-dentlichen Potenzial an fähigen Mitarbeitern darstellen und sonationale wie internationale OEMs ansprechen. Die Ausrichtungder EU auf die so genannten „key enabling technologies“ könntedies unterstützen.

Welche politischen und wirtschaftlichen Entwicklungen wären aus Ih-rer Sicht nötig, um in der Hauptstadtregion Wertschöpfungsketten inder Mikrosystemtechnik zu realisieren?

Neben der schon angesprochenen Kommunikationsarbeit für denIndustriestandort Berlin-Brandenburg ist es wichtig, neue An-wendungsbereiche für den Standort zu entwickeln. So ist zum Beispiel die Lebensmittelbranche in Berlin-Brandenburg eine derumsatzstärksten Industriezweige – hier warten zahlreiche poten-zielle Nutzer auf geeignete Geräte. Gemeinsam können hier alte

Märkte verteidigt und neue Märkte erschlossen werden. Auch dieAnforderungen einer Mega-City der Zukunft bieten ungeheureChancen für die Mikrosystemtechnik. Die neuen Herausforderun-gen müssen mit den Protagonisten zusammengebracht werden,die schon in der Mikrosystemtechnik tätig sind. Die Politik und dieentsprechenden Verbände könnten dies meiner Meinung nachforcieren.

Die Systemintegrationstechnologie ist weiterhin eine bedeutendeSparte. Welche Einsatzbereiche sind zurzeit besonders gefragt? Wiewirkt sich die angestrebte Energiewende auf die Arbeit der regionalenForschungseinrichtungen und Ihr Institut aus?

Prof.�Dr.�Klaus-Dieter�Lang studierte Elektrotechnik an derHumboldt Universität zu Berlin. Im Jahre 1993 startete er sei-ne Fraunhofer-Karriere am Fraunhofer IZM in Berlin, wo er2001 die Leitung der gemeinsam mit dem Forschungs-schwerpunkt „Technologien der Mikroperipherik“ der TU Ber-lin betriebenen Projektgruppe „Microsystem Engineering“am Berliner Zentrum für Mikrosystemtechnik (ZEMI) über-nahm. Von 2006 bis 2010 war Prof. Lang Stellvertreter des In-stitutsleiters, bis er 2011 das Fachgebiet „Nano InterconnectTechnologies“ an der TU Berlin und die Leitung des Fraunho-fer IZM übernahm. Prof. Lang ist Mitglied in verschiedenenGremien und Ausschüssen von Wissenschaft und Verbänden(z.B. des DVS, von IEEE und der VDE-GMM). Er ist Autor oderMitautor von mehr als 130 Veröffentlichungen in den Berei-chen Aufbau- und Verbindungstechnik, Mikrosystemtechnikund Elektronik-Packaging. © Foto: Jacek Ruta

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5.2 Mikrosystemtechnik

Der Entwicklungsansatz in der Systemintegrationstechnologiehat sich in den letzten Jahren grundlegend geändert: Früher wur-den Halbleiter-Komponenten hergestellt, die dann von System-entwicklern bei Eignung weiterverwendet wurden. Heutzutagewird die Systemintegration hochgradig, wenn nicht sogar aus-schließlich vom Anwender bestimmt. Wir haben heute mehr die„Systembrille“ auf als vor zehn Jahren. Jetzt ist von vornherein fest-gelegt, was ein Gerät leisten muss und kosten darf, und nach die-sem Lastenheft wird stringent entwickelt. Aus diesem Grund ha-ben wir neben der technologischen Weiterentwicklung auchunsere Kompetenz in den Bereichen Systemarchitektur und -design sowie Systemzuverlässigkeit erheblich ausgebaut. Wirsind heute maßgeblich ein systemorientiertes Institut.

Die Lebensmittel- und Landwirtschaft rückt als Abnehmer der Mikro-systemtechnik immer stärker in den Fokus. Der mobile Frischfleisch-scanner „FreshScan“ ist für die Lebensmittelwirtschaft ein großerSchritt nach vorn. Auf welchen Feldern der Land- und Lebensmittel-wirtschaft gibt es weitere Potenziale für Mikrosystemtechnik?

Der FreshScan ist vor allem ein Produkt, mit dem Endanbieter undVerarbeiter die Lieferkette und den Zustand ihrer Ware prüfenkönnen. Ein weiteres Projekt für die Lebensmittelindustrie istFischFit, bei dem größeren Fischen ein Sensorsystem zur teleme-trischen Gesundheitsdiagnose und Umweltüberwachung implan-tiert wird. Durch die Auswertung des Verhaltens der damit be-stückten Fische lassen sich Rückschlüsse auf den Zustand in einerFischzuchtanlage anstellen. Auch hier sind regionale Betriebeund Forschungseinrichtungen an dem Projekt beteiligt.

Der innovative regionale Wachstumskern Berlin „WideBaSe“ soll Ent-wicklung, Herstellung und Vertrieb von optoelektronischen und elek-tronischen Bauteilen auf Basis breitlückiger Halbleiter fördern. Wel-che herausragenden Anwendungsbeispiele gibt es? Für welche Nutzersind die Resultate besonders interessant?

Das Fraunhofer IZM ist selbst nicht Partner in diesem Wachs-tumskern. Soweit mir aber bekannt ist, fließen die Forschungs-und Entwicklungsleistungen in erster Linie in die hochwertigenBereiche wie UV-Optoelektronik, Mikrowellen- und Leistungs-elektronik ein. Durch die beteiligten Firmen ist eine Marktorien-tierung gewährleistet. Anwendungen auf Basis dieser Halbleitersind vor allem in der Hochleistungselektronik zu sehen. Das be-deutet Einsatz bei hohen Temperaturen und höheren Leistungenzum Beispiel für die Hochfrequenztechnik beim Mobilfunk. DieseBauteile sind für Kommunikationsgeräte geeignet, die in Extrem-bedingungen eingesetzt werden.

Mikrooptische Systeme finden immer mehr Anwendungsfelder. AmFraunhofer IZM haben Sie die kleinste Kamera der Welt entwickelt. Fürwelche Einsatzbereiche ist diese besonders interessant?

Unser Beitrag auf diesem Gebiet ist vor allem, die miniaturisier-ten Systeme in die verschiedensten Anwendungsmöglichkeiteneinzubringen. Unsere Miniaturkamera auf Waferlevel-Basis, miteiner Größe von 1x1x1 Millimeter die kleinste der Welt, wurde pri-mär für den medizinischen Sektor entwickelt. Ziel ist es, in der Se-rie auf einen Stückpreis von einigen wenigen Euro zu kommenund so für jeden Einsatz eine kostenadäquate Kamera-Systemlö-

sung zu haben. Ein Einsatz der Kamera könnte aber auch im Con-dition Monitoring für Automobil-, Produktions- oder Verkehrs-technik liegen.

Spionage und Datenklau bedrohen Politik, Wirtschaft und Privatper-sonen in immer größerem Ausmaß. In welchen Feldern der Sicher-heitstechnik sehen Sie hier neue Anwendungspotenziale für die Mi-krosystemtechnik? Wo ist sie bereits etabliert?

In der Tat stellt die Datensicherheit eine der größten Herausfor-derungen dar. Wir können in diesem Bereich aber nicht nur auf sichere Software setzen. Eine hundertprozentige Nachbausicher-heit der Hardware muss ebenso gegeben sein. Die Mikrosystem-technik kann hier besonders sichere Komponenten schaffen, dienichtautorisierten Personen ein externes Auslesen der Speicher-inhalte, etwa durch 3D-Integration, unmöglich machen und beientsprechenden Versuchen unbrauchbar werden.

Ambient Assisted Living (AAL) basiert zu einem wesentlichen Teil aufder Mikrosystemtechnik. Welche wichtigen Forschungsprojekte gibtes aktuell in der Region und wie können diese das Thema AAL in Zu-kunft verändern?

Die frühe Förderung durch den BMBF und die Kommunikations-politik des VDI/VDE-IT, etwa durch den AAL-Kongress, hat unshier in der Region einige Vorteile beschert. Der Trend geht beimAmbient Assisted Living klar zur kompletten Vernetzung vonMensch und Umwelt. Konkret befassen wir uns in Projekten mitvernetzten Sensorsystemen, die den körperlichen Zustand oderbesondere Gefährdungssituationen melden können. Außerdemarbeiten wir an intelligenten Textilien mit eingelassenen Senso-ren für den alltäglichen Einsatz. Die Herausforderung dabei ist,wie auch in anderen Einsatzgebieten, dass die Mikrosystemtech-nik integrierter Bestandteil der genutzten Produkte in der An-wendungsumgebung wird.

Ihr Institut, das Fraunhofer IZM, wurde in diesem Jahr als beste deut-sche Forschungseinrichtung im Bereich Elektrotechnik ausgezeichnet.Was ist das „Erfolgsgeheimnis“, und an welchen bedeutenden Projek-ten arbeiten Ihre Kollegen und Sie zur Zeit?

Wir alle haben uns hier sehr über die in der Mehrheit der Kriterienhervorragende Bewertung im Rating des Wissenschaftsrats ge-freut. Und auch wenn ich selbst 18 Jahre am IZM meinen Beitraggeleistet habe, möchte ich darauf hinweisen, dass zum Zeitpunktder Erhebung noch mein Vorgänger, Professor Herbert Reichl, dasFraunhofer IZM geleitet hat. Unser Erfolg basiert, und das ist ei-gentlich kein Geheimnis, auf einem gut ausgebildeten und hochmotivierten Team. Alle Beteiligten müssen sich dabei über dieWechselwirkungen zwischen Grundlagenforschung und Anwen-dungsanforderungen im Klaren sein. Als Systemintegrator habenwir Projekte auf mehreren Arbeitsfeldern, zu denen zurzeit For-schungen und Entwicklungen beispielsweise zu den Themen Elek-tromobilität, Sensorik für Identifikationssysteme, 3D-Integrationund Photonik gehören. Unsere Schwerpunkte liegen auf Miniatu-risierung, Multifunktionalität und Zuverlässigkeit in Kombinationmit einer konsequenten Anwendungsorientierung.

Das Interview führten Markus Wabersky und Arild Eichbaum

88

5.2.1 Halbleiter großer Bandlücke

„Berlin WideBaSe“: Wirtschaft und Wissenschaft im Verbund zu Halbleitern mit großer BandlückeNicolas Hübener, Klaus Jacobs

Wide Bandgap Semiconductors (WideBaSe) sind Verbindungs-halbleiter wie Galliumphosphid, Galliumnitrid, Aluminiumnitrid,Zinkoxid, Titanoxid oder Siliziumkarbid sowie Mischkristalle zwi-schen diesen. Die Eigenschaften dieser Materialien (große Band-lücke, teilweise effiziente Emission im Ultraviolett(UV)-Spektral-bereich, hohe Spannungsfestigkeit, hohe Ladungsträgerbeweg-lichkeit, exzellente Wärmeleitfähigkeit und Funktionstüchtigkeitauch bei sehr hohen Temperaturen) ermöglichen Hochleistungs-systeme in der Hochfrequenztechnik und Leistungselektronik,mit vielfältigen Anwendungen in der Kommunikations-, der Verkehrs- und Energietechnik sowie in der Sicherheitstechnik.Aus diesen Halbleitern lassen sich kompakte und effiziente Strah-lungsquellen und -empfänger im blauen und im ultraviolettenSpektralbereich herstellen, die neue Anwendungen, z.B. in denBereichen Beleuchtung, Displaytechnologie, Medizin- und Sicher-heitstechnik sowie Umwelttechnologie mit jährlichen Wachs-tumsraten von bis zu 30%, ermöglichen (Yole Développement2011).

Im Raum Berlin-Brandenburg existiert eine europaweit nahezueinmalige Konzentration und Kompetenz in der Erforschung, Ent-wicklung, Fertigung und Vermarktung von Wide Bandgap Semi-conductor Materialien und darauf basierenden Bauelementen.Dabei sind Einrichtungen entlang der gesamten Wertschöpfungs-kette tätig, von der Materialerforschung und -entwicklung, derAnlagenherstellung, Epitaxie, Prozess- und Chipentwicklung, biszur Systemintegration.

Der Wachstumskern „Berlin WideBaSe“

Seit Juli 2010 arbeiten 13 Partner, zehn Unternehmen und drei Forschungseinrichtungen, im Innovativen regionalen Wachs-tumskern „Berlin WideBaSe“ zusammen. Die Unternehmen und Forschungseinrichtungen in diesem Verbund können durch Ko-

Einsatzfelder�von�„Berlin�WideBaSe“�© „Berlin WideBaSe“

operation und gemeinsame Nutzung bzw. Schaffung von Res-sourcen jeweils ihr eigenes Portfolio erweitern und ihre Positionauf bereits bedienten Märkten verbessern sowie neue Märkte er-schließen. Entlang von Wertschöpfungsketten profitieren z.B. dieAnlagenhersteller wie Sentech Instruments und LayTec von der di-rekten Rückkopplung mit Anlagennutzern und der Möglichkeit,gemeinsam komplette Prozesse entwickeln zu können.

Pyro�400�ermöglicht�die�präzise�Oberflächentemperaturmes-sung�bei�GaN-Wachstumsprozessen�© LayTec AG

Die Firma CrysTec kann durch die Mitarbeit ihr Substrat-Portfolioauf AlN-Substrate ausweiten. Die Bauelementehersteller JenoptikOptische Systeme, OSA Opto Light, eagleyard Photonics, Berlin Microwave Technologies und GloMic können Prozessschritte undAusrüstungen in der Bauelementeherstellung gemeinsam nutzenund damit für eine bessere Amortisation der Investitionen undder Kosten für die Prozessentwicklung sorgen. Begleitend hierzuentwickelt RTG Mikroanalyse Analytikdienstleistungen für Nitride.

Durch die in „Berlin WideBaSe“ realisierte enge Zusammenarbeitder Unternehmen mit dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-In-stitut für Höchstfrequenztechnik (FBH), dem Leibniz-Institut fürKristallzüchtung und der Technischen Universität Berlin könnenauch forschungsintensive technologische Anforderungen be-darfsorientiert und zeitnah erfüllt werden. Die Wissenschaftsein-richtungen tragen darüber hinaus durch Modellierung und Simu-lation der neuen Bauelemente und Prozesse zur Reduzierung vonZeit und Kosten bei der Technologieentwicklung bei. Mit Abdek-kung der gesamten Wertschöpfungskette sichern sich die ge-nannten Bauelementehersteller, aber auch Endanwender wie Os-ram, Zulieferer in der Region. Alle Bündnispartner sind in einemUmkreis von 25 km angesiedelt, die Schwerpunkte bilden die Wis-senschafts- und Technologieparks Adlershof und Wuhlheide. Persönliche Treffen, Abstimmungen, Material- und Personalaus-

Charac-terization &

Measurement Facilities

MicroopticSystems

OptoelectronicDevices

Electronic Devices

Pro

cess

ing Characterization&

Ass

embly & Measurem

ent

& Epitaxy & Sim

ulatio

n

Crystal Growth

Design

III-Nitrides Wide

BandgapSemiconductors

Substrates

89

5.2.1 Halbleiter großer Bandlücke

tausch sowie die gemeinsame Nutzung von Laboren wird durchdiese räumliche Nähe mit geringem Aufwand möglich.

Bauelemente für den UV-Spektralbereich

Ein Schwerpunkt innerhalb von „Berlin WideBaSe“ ist die Ent-wicklung von optoelektronischen Bauelementen für den UV-Spek-tralbereich. UV-LEDs werden z.B. in den Bereichen Desinfektion,medizinische Phototherapie oder Belichtung, Lackhärtung und Li-thographie eingesetzt. UVC-LEDs werden zukünftig konventionel-le Quecksilberdampfstrahler ersetzen, die groß, nicht sehr haltbar,spektral nicht optimal angepasst und wenig energieeffizient sind.Außerdem enthalten diese Schwermetalle und müssen daher ge-sondert entsorgt werden. Zum aktuellen Zeitpunkt konzentriertsich „Berlin WideBaSe“ auf fokussierbare LEDs im UVA- und UVB-Bereich für Medizintechnik, Messtechnik und Sensorik sowiegroßflächige LEDs für Leistungsanwendungen, wie z.B. UV-Aus-härten oder medizinische Applikationen.

Erzeugung von Mikrowellenleistung

Der zweite Schwerpunkt in „Berlin WideBaSe“ beschäftigt sichmit Konzepten und Technologien zur hocheffizienten Erzeugungvon Mikrowellenleistung. Die Berliner Partner reagieren damitauf nachhaltige Änderungen des globalen Marktes, die für alle Ar-ten von Mikrowellen-Leistungserzeugung und Mikrowellen-Sen-dersystemen in allen Leistungsklassen und Frequenzbereichen er-wartet werden. Damit entstehen auch höhere Anforderungen andie Verstärker. Verstärker mit den notwendigen hohen Effizien-zen können dann nur noch mit Galliumnitrid-Bauelementen inVerbindung mit neuen Verstärkerarchitekturen realisiert werden.Betroffen davon sind sämtliche Funkdienste: Rundfunk, Fernse-hen, Mobil-, Richt- und Satellitenfunk. Darunter befinden sichauch die neuen Dienste für Rundfunk und Fernsehen Digital Audio Broadcasting (DAB) und Digital Video Broadcasting Terre-strial (DVBT) sowie die neuen drahtlosen Metropolitan Area Net-works (MAN) wie z.B. WIMAX.

Da Frequenzbandressourcen immer knapper werden, sind neueÜbertragungstechniken mit verbesserter spektraler Effizienz nö-tig; die Sendesysteme müssen auch bezüglich ihrer Linearität mitGalliumnitrid-Bauelementen stetig weiterentwickelt werden. Im

Current-Mode�Klasse-S-Verstärker�© FBH/schurian.com

Rahmen von „Berlin WideBaSe“ werden derartige Mikrowellen-verstärker mit Ausgangsleistungen von mehreren hundert Wattund Effizienzen von über 70% sowohl für Anwendungen in derKommunikationstechnik als auch für technische Hochfrequenz-Anwendungen wie etwa zur Plasmaerzeugung entwickelt.

Querschnittstechnologien

Begleitend zu den Schwerpunkten Optoelektronik und Elektronikwidmet sich der dritte Schwerpunkt den Querschnittstechnolo-gien. So werden bspw. durch die Firma RTG Mikroanalyse Analy-tikdienstleistungen für Nitride erstmalig über den gesamten Zusammensetzungsbereich kalibriert und damit quantitativ ver-fügbar gemacht. Durch „Berlin WideBaSe“ wird auch die Entwick-lung von AlN-Substraten weiter getrieben, die zukünftig wegender guten Gitteranpassung an die aktiven Schichten sowohl fürUV-LEDs mit Wellenlängen unter 300 nm als auch wegen der gu-ten Wärmeleitfähigkeit in der Leistungselektronik von Bedeutungsein werden.

Durch den Aufbau des Bündnisses „Berlin WideBaSe“, der vomBundesministerium für Bildung und Forschung im Förderkonzept„Unternehmen-Region“ unterstützt wird, kann die erstklassige ap-parative Ausstattung der beteiligten Forschungseinrichtungendurch die enge Zusammenarbeit mit den regionalen Unterneh-men zum Nutzen der Unternehmenspartner eingesetzt werden.Im Rahmen dieser Zusammenarbeit werden gegenwärtig vorhan-dene Lücken in der Wertschöpfungskette durch die Forschungs-einrichtungen abgedeckt. Mittelfristig könnten diese durch Neugründungen oder gemeinsame Investitionen geschlossenwerden. Insbesondere in den Bereichen AlN-Substratentwicklungund Epitaxie bestehen große Potenziale für neu zu gründende Un-ternehmen. Auch über die gemeinsame Nutzung teurer Prozess-infrastruktur im Sinne einer Halbleiter-Foundry wird bereits nach-gedacht. Hierdurch können direkt die beteiligten Unternehmenprofitieren, indirekt aber auch die in den Anwendungsfeldern Medizintechnik, Umwelttechnik, Verkehrstechnik, Informations-und Kommunikationstechnik tätigen Unternehmen und wissen-schaftlichen Einrichtungen, die Zugang zu Komponenten erhal-ten, die am Markt derzeit nicht verfügbar sind.

Kontakt:Nicolas HübenerTel.: 030 / 6392 3396E-Mail: nicolas.huebener@fbh-berlin.de

Prof. Dr. Klaus JacobsTel: 030 / 6392 2799E-Mail: klaus.jacobs@fbh-berlin.de

Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH)www.berlin-widebase.de

5.2.2 Leistungselektronik

90

Schlüsseltechnologie für die EnergiewendeHarald Pötter, Klaus-Dieter Lang, Martin Schneider-Ramelow, Eckart Hoene, Karl-Friedrich Becker, Kai Kolwitz

Leistungselektronik ist die Umformung elektrischer Energie mitHilfe von elektronischen Bauelementen. Denn Strom ist nichtgleich Strom, er kann sich unterscheiden etwa in Stärke, in Span-nung oder Frequenz. Um ihn so zu modifizieren, wie man ihn fürbestimmte Anwendungen benötigt, braucht man Gleich- oderWechselrichter, Spannungswandler und weitere elektronischeBaugruppen. Auch gibt es Leistungselektronik, die lediglich demZu- und Abschalten elektrischer Verbraucher dient – und dabeimehr als ein gewöhnlicher Schalter ist.

Die Notwendigkeit, Strom zu steuern, ihn zu leiten und passendzu modifizieren, wird in den kommenden Jahren stark zunehmen.Denn Strom kommt zunehmend aus regenerativen Energiequel-len. Damit wird die Menge der erzeugten Energie weniger planbarals bisher. Im Stromnetz müssen Angebot und Nachfrage perma-nent abgeglichen werden. Eine Herausforderung für Regelungs-und Informationstechnik – und auch für intelligente, vernetzteLeistungselektronik, die Anbieter und Verbraucher je nach Bedarfzu- oder abschalten muss.

Energieversorgung wird dezentraler

Benötigt werden Kurz- und Mittelfristprognosen zum voraus-sichtlichen Angebot an Strom und Wärme. Daten müssen dazu inEchtzeit ermittelt, abgerufen und verarbeitet werden können.Autarke Sensornetze für die Bereitstellung, Hochleistungsrech-ner für die Verarbeitung und Powerline-Kommunikation für dieWeiterleitung der Information werden das Rückgrat dieser Netzesein. Und bei der konkreten Aussteuerung wird Leistungselektro-nik eine noch stärkere Rolle spielen als im Moment.

Denn die durchschnittliche Kraftwerksgröße wird stark sinken: Ar-beiten Kohle- und Atomkraftwerke mit Blöcken, die zwischen 500und 1.000 Megawatt liefern, so sind es bei Offshore-Windkraft-anlagen nur noch um die fünf Megawatt, bei Kraft-Wärme-Kopp-lung im häuslichen Bereich nur noch einige Kilowatt. Dieser Über-gang steigert den Aufwand zur Netzregelung erheblich. UndLeistungselektronik muss mit dafür sorgen, dass Angebot undNachfrage zusammenfinden.

Berlin-Brandenburg hat einige Unternehmen zu bieten, die in die-sem Bereich aktiv sind. So beherbergt Berlin einen nicht unwe-sentlichen Teil des Energieumwandlungs-Multis Converteam. Indem Unternehmen ist ein Teil des Berliner Traditionsunterneh-mens AEG aufgegangen. Mehr als 5.000 Menschen arbeiten welt-weit für Converteam, man hat sich auf elektrische Maschinen, Automation und Stromrichtersysteme spezialisiert. In Berlin kon-zentriert man sich auf den Nieder- und Mittelspannungsbereich,in Sachen Energieerzeugung legt man einen Schwerpunkt auf dieWindenergie.

Auch Siemens produziert Schaltanlagen in Berlin. Im Hochspan-nungsbereich ist der Hauptstadt-Standort Kompetenzzentrum füralle Siemens-Fertigungsstätten dieses Gebietes weltweit. Sämtli-che Prozesse von der Entwicklung über den Vertrieb bis zur End-montage sind vertreten. Für den Mittelspannungsbereich fertigtSiemens ebenfalls in Berlin, unter anderem entstehen hier Vaku-um-Leistungsschalter.

Und wenn es darum geht, die nötigen Steuerungs- und Rege-lungsvorgänge in der dezentralen Stromerzeugung zu organisie-ren, kann Berlin-Brandenburg ebenfalls Kompetenz vorweisen.Ein Beispiel ist Skytron Energy aus Berlin Adlershof, wo man sichauf Monitoringkonzepte für Photovoltaik-Kraftwerke konzen-triert. Man liefert Sensorik, Anschlusstechnik und die nötige Soft-ware – mit dem erklärten Ziel, aus den alternativen Anlagen ganznormale Kraftwerke in Sachen Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit undEffizienz zu machen. Das Skycontrol-System speist PV-Energie fle-xibel und stabil ins Netz, unabhängig vom Typ der verwendetenWechselrichter.

Im Auto fließen unzählige Ströme

Auch anderswo ist die Leistungselektronik der Schlüssel zur effi-zienten Nutzung und Organisation von elektrischer Energie. Eingutes Beispiel dafür sind moderne Hybridfahrzeuge: Hier erzeugtzum Teil ein Benzin-, zum Teil ein Elektromotor die Kraft, die fürdie Fortbewegung benötigt wird. Außerdem kann der E-Motorauch als Generator verwendet werden, der beim Bremsen elektri-sche Energie zurückgewinnt und in die Akkus einspeist. MehrereAntriebe müssen kombiniert und Energieflüsse in unterschiedli-che Richtungen gesteuert werden. Außerdem muss elektrischeEnergie mittels Leistungselektronik auf die für den elektrischenAntriebsmotor passende Spannung und Frequenz umgewandeltwerden.

Auch in konventionell angetriebenen Autos ist die Steuerung derStromflüsse alles andere als trivial: PKW der Mittelklasse verfügenheute über deutlich mehr als 50 Elektromotoren. In Berlin ent-wickelt und produziert die Brose Fahrzeugteile GmbH & Co KG, ei-ner der größten deutschen Autozulieferer, Elektromotoren sowieKomponenten für die Elektromobilität. Man ist Spezialist für me-chatronische Systeme und Weltmarktführer für elektrischeBremssysteme, Getriebeaktuatoren sowie die elektrische Len-kung. Anfang 2011 gründete Brose gemeinsam mit SEW Eurodrivedie Brose-SEW Elektromobilitäts-GmbH & Co. KG. Das Joint Ven-ture wird Antriebe und Ladetechnik für Elektro- und Hybridfahr-zeuge entwickeln und produzieren.

Die Berliner A.S.T. Leistungselektronik GmbH, Teil der WolnzacherA.S.T.-Gruppe, hat sich dagegen auf die Entwicklung und Produk-

5.2.2 Leistungselektronik

91

tion von technisch hochwertiger Leistungselektronik für die Bahn-technik und anspruchsvolle industrielle Anwendungen spezi-alisiert. Man bietet Drehrichter und Frequenzumrichter als Stan-dardware oder als Eigenentwicklung nach Kundenwunsch, außer-dem Wechselrichter, Ladegeräte, potenzialtrennende DC/DC-Wandler, Spannungsstabilisatoren und Spannungswandler.

Und natürlich haben auch diejenigen die Leistungselektronik imBlick, die sich in Berlin und Brandenburg um Elektromotoren und-antriebe bemühen. Etwa Menzel Elektromotoren, die Aggregatebis 10.000 Kilowatt im Angebot haben, AMK Tornado Antriebs-technik oder Powertronic Drive Systems.

Forschen und Entwickeln in Berlin-Brandenburg

Die Forschungslandschaft in Berlin und Brandenburg trägt der Be-deutung des Themas Rechnung. Denn zu lösen sind die Heraus-forderungen nur in Kooperation unterschiedlicher Disziplinen.Die Region verfügt über breit gefächerte Expertise in der Ener-gietechnik, durch eine Vielzahl leistungsfähiger Firmen und For-schungseinrichtungen. Dies gilt nicht nur für erneuerbare Ener-gien wie Photovoltaik, sondern ebenso für Kraftwerkstechnikoder Technologien für die effiziente Verteilung und Nutzung vonEnergie.

Im Zentrum der Entwicklung neuer leistungselektronischer Kon-zepte und der Optimierung von Komponenten und Systemen ste-hen zum einen die beiden Hochschulen TU Berlin und BTU Cott-bus. An der TU Berlin ist die Leistungselektronik an einemeigenen Fachgebiet innerhalb der Energie- und Automatisie-rungstechnik angesiedelt. In Cottbus gibt es eine dem Thema ge-widmete Gastprofessur mit den Schwerpunkten Kopplung vonNetzbereichen, Stabilität von Netzen und Erzeugung autarkerNetze, Netzstromrichter mit geringen Rückwirkungen sowie Ein-bindung von Energiespeichern in Stromversorgungsanlagen.

Thermo-fluidische�Simulation�eines�Systems�mit�forcierter�Luftkühlung�© Fraunhofer IZM

Auch die fünf Fachhochschulen in Berlin und Brandenburg arbei-ten im Bereich Leistungselektronik. Ergänzt wird dieses Angebotvon Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft, der Leibniz-Gesell-

schaft und der Helmholtz-Gesellschaft. So entwickelt man etwaam Fraunhofer-Institut Zuverlässigkeit und Mikrointegration(IZM) neue zuverlässige Systeme mit hoher elektromagnetischerVerträglichkeit. Hinzu kommen Untersuchungen elektromagneti-scher Störphänomene und von thermischen und thermomecha-nischen Aspekten. Außerdem entwickelt man Aufbau- und Verbindungstechniken weiter, etwa Die-Löten oder Dickdraht-bonden.

Detailarbeit ist gefragt

Die Bedeutung der Leistungselektronik nimmt zu – und in diesemZusammenhang muss sehr viel bedacht werden: Hohe Schaltströ-me, Spannungen und Frequenzen sowie steigende Betriebstem-peraturen müssen Komponenten aushalten, gefordert sind hoheZuverlässigkeit und elektromagnetische Verträglichkeit. WichtigeHerausforderung ist auch die Integration von Sensorik, Schutz-und Steuerelektronik. Rahmenbedingungen, die schon in frühenEntwicklungsstadien bedacht werden müssen.

Der Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronikkommt eine wesentliche Rolle zu, gerade was Zuverlässigkeit undthermische Stabilität angeht. Außerdem gilt es, Gewicht und Grö-ße von Modulen sowie die Komplexität der eingesetzten Techno-logien und Kosten zu reduzieren.

Auf�dem�Weg�zur�intelligenten�Leistungselektronik�– Integrati-on�von�Leistungs-�und�Ansteuerelektronik�in�ein�Package�© Fraunhofer IZM

Außer an den Forschungseinrichtungen ist auch in der privatenWirtschaft von Berlin-Brandenburg viel Kompetenz zu diesemThema vorhanden. Etwa bei Digalog, wo man sich mit Hard- undSoftware zu Automatisierung und Störsicherheit von Elektronikauskennt. Fuss EMV hat sich auf elektromagnetische Entstörungund Filter spezialisiert. Nur zwei von vielen Beispielen aus der Re-gion. Denn bei der Weiterentwicklung starker und zuverlässigerLeistungselektronik ist viel Detailarbeit gefragt. Die deutscheHauptstadtregion bietet alles, was es dazu braucht.

Kontakt:�Harald PötterFraunhofer IZMTel.: 030 / 46403 742E-Mail: harald.poetter@izm.fraunhofer.de

5.2.3 Sensorik

92

Die Sinnesorgane der TechnikHarald Pötter, Klaus-Dieter Lang, Maik Hampicke, Gerrit Rössler, Kai Kolwitz

Was bei den Menschen die Sinnesorgane sind, stellen in der Tech-nik Sensorik und Messtechnik dar. Moderne Elektronik wäre blind,wenn nicht Sensoren die Zustände der Umgebung aufnehmenwürden. Mit dieser Eigenschaft kommt der Sensorik eine Schlüs-selrolle zu: Ob Automatisierungstechnik, Automobil- oder Medi-zintechnik, bei allen Anwendungen sorgen Sensoren für die rich-tige Funktion.

So ist es kein Wunder, dass der Markt für Sensoren seit Jahren kon-tinuierlich wächst. Ein wahrer Boom wird für den Bereich der Kon-sumelektronik erwartet. Die Vielfalt an Sensoren, die sich inzwi-schen zum Beispiel in Smartphones oder Kraftfahrzeugen findet,dürfte hier nur markieren, was für die Zukunft auch in anderenBereichen zu erwarten ist.

Durch die weltweit führende Rolle der Berliner Elektroindustriezu Anfang des 20. Jahrhunderts hatte auch die Sensorik in der Re-gion schon früh einen hohen Stellenwert. Auch die starke BerlinerWissenschaft benötigte spezielle messtechnische Anlagen undbefeuerte außerdem mit ihren Erfindungen und Entdeckungendie Entwicklung von Messtechnik und Messgeräten. Aktivitäten,die nicht selten zur Gründung von Unternehmen führten. Die brei-te Forschungslandschaft und die Vielzahl junger Unternehmenbilden auch heute die Grundlage für den Erfolg der Region.

Fast alles ist messbar

Praktisch jedes physikalische Prinzip kann verwendet werden, umDinge zu messen. Deshalb lassen sich Messtechnik und Sensorikin der vielfältigen Berlin-Brandenburger Forschungslandschaftkaum isoliert betrachten. Neben optischen Verfahren (Kapitel5.1.3) stehen Technologien zur Messung von Größen wie Druck,Temperatur oder Beschleunigung bei der Industrie hoch im Kurs.

Aktiv auf dem Gebiet sind unter anderem die Berliner und Bran-denburger Universitäten und Fachhochschulen, außerdem neh-men Institutionen wie die Bundesanstalt für Materialforschung(BAM), das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Kon-struktionstechnik (IPK) sowie das Helmholtz-Zentrum Berlin fürMaterialien und Energie (HZB) herausragende Positionen ein.

Mit einer Fülle von Projekten ist – wie in der gesamten Mikrosy-stemtechnik – auch das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeitund Mikrointegration (IZM) im Bereich Sensorik und Messtechnikengagiert. In der Regel im Verbund mit Unternehmen und ande-ren Forschungseinrichtungen aus der Region. So zielt eins derFraunhofer IZM-Projekte auf die Überwachung von Papierma-schinen. Dazu wird ein Netzwerk aus kleinen, kosteneffizientenSensorknoten realisiert, die untereinander drahtlos kommunizie-ren. Beteiligt sind neben dem IZM auch die TU Berlin sowie die

Unternehmen GfM, ScatterWeb, Elbau, Converteam, BaumerHübner und imc Meßsysteme.

Wellendichtring�mit�integrierter�Sensorik�© Fraunhofer IZM

In einem anderen Projekt haben sich Entwickler des Applikati-onszentrums Smart System Integration am Fraunhofer IZM derProblematik schwer zu überwachender Wellendichtringe ange-nommen. Zusammen mit weiteren Fraunhofer-Kollegen und derFreudenberg Dichtungs- und Schwingungstechnik GmbH & Co.KG wurde eine autarke Sensorik zur Überwachung von Dicht-funktion und Temperatur in den Wellendichtring integriert. Dieenergieautarke Sensorik überprüft kontinuierlich die Funktiondes Wellendichtrings. Auf diese Weise können plötzliche Schädenund in vielen Bereichen auch Ausfälle von ganzen Anlagen ver-mieden werden, da diese frühzeitig erkannt werden können.

Marktführer und Traditionsunternehmen

In Sachen Sensortechnik made in Berlin-Brandenburg ist das An-gebot weit gefächert. So befindet sich mit First Sensor einer der

Drucksensorelement�© First Sensor AG

5.2.3 Sensorik

93

Marktführer am Standort Berlin. Neben optischen Sensoren hatFirst Sensor auch piezoresisitve Drucksensoren im Portfolio. DasProduktspektrum reicht vom modularen Produkt bis zur Entwick-lung und Fertigung individueller Lösungen. Auch ein weiteres in-novatives Berliner Unternehmen gehört seit kurzem zu First Sensor: Elbau, Spezialist für Druck-, Durchfluss-, Temperatur-,Feuchte-, Gasmessungs- und magnetische Sensoren sowie opto-elektronische Module. Weltweit beschäftigt First Sensor jetzt 750Mitarbeiter an acht Standorten u. a. in Deutschland, den Nieder-landen, USA, Kanada oder Singapur und platzierte sich 2011 unterden Top 100 Wachstums- und Ertragsstars, die von der MunichStrategy Group (MSG) gemeinsam mit der Tageszeitung „DieWelt“ in einem bundesweiten, branchenübergreifenden Wettbe-werb ermittelt wurden.

Schmidt + Haensch ist eines der Traditionsunternehmen derHauptstadt: Die Firma existiert seit 1864, man hat Technik für Po-larimetrie, Refraktometrie, Farbmessgeräte, Dosierungs- undDichtemessgeräte im Angebot. Ein weiterer Schwerpunkt ist dieLaborautomation, Themen hier sind Filtration, Reinheitsrechner,Modulare Systeme, Analyseautomaten und Software.

Die Geschichte von Hach Lange ist ebenfalls eng mit Berlin ver-bunden. Der Physiker Dr. Bruno Lange erfand in Berlin das Selen-Photoelement, das Licht direkt in Strom umwandelt und nutztedie Erfindung zum Bau von Photometern für den Einsatz in Kran-kenhauslaboren. Aus der Zusammenlegung der Berliner Dr. BrunoLange GmbH und der Hach Inc. mit Sitz in den USA ging Hach Lan-ge hervor, heute ein weltweit führendes Unternehmen in der La-bor- und Online-Wasseranalytik.

Auch MSA Auer geht auf ein Berliner Unternehmen mit langer Tra-dition zurück – die Auergesellschaft, welche durch Nachfolgeun-ternehmen noch bis 1992 Leuchtmittel in Berlin Friedrichshainproduzierte. Die Auergesellschaft gehört heute zum amerikani-schen MSA-Konzern (Mine Safety Appliances). MSA ist ein Gene-ralist industrieller Sicherheitstechnik, in Sachen Sensorik hat manunter anderem Wärmebildkameras sowie Mess- und Warngerätezur Messung der Konzentration von Sauerstoff und giftigen Ga-sen im Angebot.

imc Meßsysteme bietet Hard- und Softwarelösungen im Bereichder physikalischen Messtechnik. imc-Systeme messen zum Bei-spiel Drücke, Kräfte, Drehzahlen, Vibrationen, Geräusche, Tempe-raturen, Spannungen oder Ströme. Das Spektrum der Technikreicht von der einfachen Messdatenaufzeichnung über integrier-te Echtzeitberechnungen bis hin zur Einbindung von Modellenund Prüfstandssteuerung.

Raytek ist Spezialist für die berührungslose Messung von Tempe-raturen im industriellen Einsatz. Man bietet Messköpfe, Thermo-meter, Sensoren und Line-Scanner ebenso wie komplette Über-wachungssysteme und Wärmebildkameras.

Weitere Große der Branche produzieren in Berlin und Branden-burg: Pepperl + Fuchs ist Spezialist für Näherungs-, Beschleuni-gungs- und Ultraschallsensoren und hat über Bildverarbeitungund Positionierungshilfen ein breites Spektrum an Sensorik imAngebot. Und Epcos, Teil von TDK-EPC fertigt in Berlin und Stahns-

dorf. Man bietet Sensorik für Temperatur, Füllstand, Druck, Grenz-temperatur sowie Fühler für den Motorschutz.

Und auch Mikrophone gehören zur Sensorik – schließlich reagie-ren sie auf Schall. Seit 1919 bietet das Berliner UnternehmenHolmberg Mikrophone, Schallwandler, Kopfhörer und Sprechgar-nituren, für den harten Einsatz in Luftfahrt, bei Feuerwehr und Po-lizei, in Medizintechnik und Beschallung.

Nur die Fantasie setzt Grenzen

Die Anwendungsgebiete für Messtechnik und Sensorik werdensich in Zukunft noch rasant erweitern. Was alles denkbar wäre,das zeigt zum Beispiel ein Projekt, das das Fraunhofer IZM ge-meinsam mit dem Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Bin-nenfischerei, dem HU-Institut für Agrar- und stadtökologischeProjekte und der Elbau Elektronik Bauelemente realisiert hat.

Unter der Überschrift „FischFit“ überwacht ein Sensorsystem Ge-sundheit und Mobilität von Zuchtkarpfen. Den Forschern gelanges, Komponenten zu entwickeln, die unter die Hautoberfläche im-plantiert werden können.

FishFiT�–�Sensor�© Fraunhofer IZM

Dort misst das System Körpertemperatur, Blutdruck und weitereVitaldaten und sendet sie drahtlos an einen Empfänger an Land.Im Blickpunkt sind dabei zum einen lange Funktionsfähigkeit inSchmutz, Nässe und Kälte. Zum zweiten die Möglichkeit, die Sen-soren drahtlos unter Wasser mit Energie zu versorgen.

Wie man sieht, scheint nur die Fantasie der Anwendung von Sen-sorik für die Zukunft Grenzen zu setzen. Und Berlin-Brandenburgist in Forschung und wirtschaftlicher Verwertung ganz vorne mitdabei.

Kontakt:�Harald PötterFraunhofer IZMTel.: 030 / 46403 742E-Mail: harald.poetter@izm.fraunhofer.de

5.2.4 Systemintegrationstechnologie

94

Kompakter, leistungsfähiger und anwendungsorien-tierter - Systemintegration macht den UnterschiedHarald Pötter, Klaus-Dieter Lang, Martin Schneider-Ramelow, Oswin Ehrmann, Karl-Friedrich Becker, Maik Hampicke, Gerrit Rössler, Kai Kolwitz

Die vorangegangenen Kapitel zeigen es eindrucksvoll, Elektronikund Mikrosystemtechnik sind aus dem täglichen Leben nichtmehr wegzudenken. Doch in der Zukunft kommt es nicht nur aufdie Komponenten sondern auch auf die Integrationstechnologienan. Denn immer häufiger verschmelzen die Elektronik und Mikro-systemtechnik in Material und Form mit dem eigentlichen Produkt: Eigenständige, nachträglich montierte Komponentenwerden abgelöst von vollständig integrierten und an das Anwen-dungssystem angepasste Lösungen. Schlüssel dazu sind entspre-chende Integrationstechnologien. Neben der schon nicht immereinfachen physischen Integration in die Anwendungsumgebungmüssen diese Technologien auch gewährleisten, dass die Aufbau-ten miniaturisiert, robust und langlebig sind – denn die tiefe In-tegration von Elektronik und Mikrosystemtechnik macht dies un-entbehrlich und Reparaturen kompliziert.

Nahezu�unsichtbar,�aber�unverzichtbar:�ApplikationsadaptierteMultifunktionselektronik© Fraunhofer IZM

Das klassische Miteinander von Bauelementeherstellern, Bau-gruppenproduzenten und Anbietern elektronischer Systeme eig-net sich nicht dazu, solche integrierten Lösungen zu schaffen.Stattdessen müssen diejenigen, die elektronische Komponentenin ihren Produkten verbauen wollen, von Beginn an einbezogenwerden. Auch in der Forschung und bei der Entwicklung neuerProdukte sind neue Herangehensweisen erforderlich.

Berlin-Brandenburg ist für die Entwicklung gut gerüstet. Denn re-gionale Unternehmen legen den Fokus auf technisch anspruchs-volle Produkte und integrierte Dienstleistungen. Der Trend zu im-mer mehr integrierter Elektronik passt da gut ins Bild, etwa imBereich der Automobilindustrie, wo 90% aller Innovationen mitdem Einsatz von Elektronik und Mikrosystemtechnik verbundensind. Gerade die Branchen, in denen Berlin stark ist, folgen die-sem Trend und integrieren verstärkt Elektronik und Mikrosystemein ihre Produkte: Steuerungs- und Regelungstechnik, Maschinen-

und Anlagenbau, Energietechnik, Medizintechnik, Luft- undRaumfahrttechnik sowie Logistik. Hier können Berliner und Bran-denburger Unternehmen ihre Stärken ausspielen: Starken Bezugzu Forschung und Entwicklung, exzellente Wissensbasis, Flexibili-tät und hohe Vernetzung sowohl untereinander als auch mit denwissenschaftlichen Institutionen, die in der Systemintegration ak-tiv sind.

Immer mehr und immer kleiner

Namhafte Forschungseinrichtungen wie etwa die Technische Uni-versität Berlin oder das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeitund Mikrointegration (IZM) stehen in Berlin bereit, um gemein-sam mit Unternehmen neue Technologien zu entwickeln und zuerproben. Beide kooperieren eng. An der TU ist hier unter ande-rem das Fachgebiet Mikroelektronik, Aufbau- und Verbindungs-techniken an der Fakultät Elektrotechnik zu nennen, außerdemexistiert hier der Forschungsschwerpunkt „Technologien der Mi-kroperipherik“. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IZM sucht manhier zum Beispiel neue Konzepte für immer kleinere und hochin-tegrierte Systeme, sucht nach neuen Entwurfsmethodiken für sol-che Schaltungen, forscht an vertikalen 3D-Integrationstechnikenund entwickelt das Konzept der eGrains weiter, autarker miniatu-risierter Sensorsysteme für Wireless-Networking Lösungen u.a. inder Land- und Lebensmitteltechnologie.

Beide Institutionen tragen auch das Berlin Center of AdvancedPackaging, in dem Systemintegration gemeinsam mit System-und Komponentenherstellern betrieben wird. Dabei ist die TU inder Tendenz für die Grundlagenforschung und das IZM für dieUmsetzung in die Praxis zuständig. Eine natürliche Aufteilung,denn das Fraunhofer-Institut setzt nicht nur eigene Impulse in Sa-chen Systemintegration, gemeinsam mit Partnern aus Forschungund Industrie überführt es Forschungsansätze seit Jahren erfolg-reich in Prototypen und Serienkonzepte.

Baugruppen auf Wafer-Level

Integrierte Systeme besitzen oft nur noch Gesamtabmessungenvon wenigen Millimetern. Sie bestehen aus Komponenten, dienur einige hundert Mikrometer groß sind. Um Verdrahtungs-strukturen, Kontakte oder Funktionsschichten realisieren zu kön-nen, ist es nötig, Prozesse im Nanometerbereich zu beherrschenund physikalische Effekte wie Materialeigenschaften, Wärmeab-leitung und ähnliches grundlegend zu verstehen.

Besonders deutlich wird das, wenn man sich Integrationstechno-logien auf Wafer-Level-Basis vor Augen führt. Sie kommen bereitsin einer Vielzahl von Produkten zur Anwendung. Bei dieser Tech-nologie werden alle Prozessschritte nach Abschluss der eigentli-

5.2.4 Systemintegrationstechnologie

95

chen Halbleiterprozesse auf Waferebene durchgeführt. MittelsDünnfilmprozessen lassen sich Komponenten integrieren, durchBumping-Verfahren sind Standard-Bestückungsprozesse möglich.

Auf dem Gebiet des Wafer-Level-Packaging ist das FraunhoferIZM stark engagiert. Zurzeit wird intensiv an Prozessen zum Auf-bau von Systemen auf einem IC und an Wafer-Level-Moldingkon-zepten gearbeitet. Zukünftig werden funktionale Lagen eine größere Rolle spielen, bei denen zum Beispiel stark gedünnteKomponenten in Kavitäten oder Polymerlagen oder Kondensato-ren mittels Wabenstrukturen integriert werden.

Zu den Unternehmen, die Wafer-Level-Komponenten entwickeln,gehört zum Beispiel die Berliner MSG Lithoglas, die eng mit demIZM kooperiert. Lithoglas bietet als Pre-Packaging-Lösung im Wa-fer-Level aufgebondete Glaskappen mit eingeschlossener Kavitätfür einen frühzeitigen Schutz empfindlicher Strukturen.

Im�Wafer-Level�aufgebondete�Glaskappen�mit�eingeschlossenerKavität�auf�150�mm��Substrat© MSG Lithoglas AG

Eine Fraunhofer-Ausgründung ist die Nauener Pac Tech, die nichtnur weltweit führendes Unternehmen in Sachen Wafer-Level-Pak-kaging und -Bumping ist, sondern auch die für das Packaging nö-tige Technik im Angebot hat. Atotech, Berliner Unternehmen undTochter des Total-Konzerns, gehört weltweit zu den führendenUnternehmen im Bereich Anlagen und Prozesschemie für das Wa-fer-Level-Packaging und die Leiterplattenherstellung.

Platinen müssen mehr als Trägerplatten sein

Auch in Sachen Platinen fordert die Systemintegration neue Fä-higkeiten: Die überwiegende Mehrzahl aller heute verfügbarenelektronischen Systeme basiert im Innern auf einem Substrat, aufdem einzelne Komponenten platziert sind. Das Substrat wird bis-her nur zur Bereitstellung elektrischer Verbindungen und als me-chanischer Träger genutzt. Doch das muss und wird sich ändern:Technologien zur Einbettung elektronischer Komponenten in Ma-trizen aus organischen Verbundmaterialien beziehungsweise inVerkapselungsmaterialien wie Molding Compounds lassen Syste-me klein werden wie nie – und dabei gleichzeitig sehr zuverlässig.

So werden basierend auf diesem Prinzip zum Beispiel bereits me-dizinische Implantate hergestellt. Zu den Berliner Unternehmen,die sich auf die Herstellung von Leiterplatten verstehen, gehörtHeidenhain Microprint, wo man den Umgang mit einer Fülle von

Sondertechnologien und -materialien beherrscht. Contag und An-dus Electronic, beide ebenfalls aus Berlin, haben sich auf dieschnelle Herstellung von Prototypen spezialisiert – Beratungslei-stungen und Unterstützung bei der Entwicklung von Layouts in-klusive.

Und natürlich weisen auch all die Unternehmen Kompetenzen inSachen Systemintegration auf, die sich in Berlin-Brandenburg aufdie Entwicklung und die Fertigung von Mikrosystemen verstehen.AEMtec etwa, wo man nicht nur Flip-Chip und Chip-on-Board be-herrscht, sondern auch opto-elektronische Module mit höchsterPositioniergenauigkeit im Sub-Mikrometer-Bereich bei vollauto-matischen Prozessen entwickelt und produziert.

Syscom bietet Service bei der Herstellung von innovativen Elek-tronikprodukten vom Prototypen bis zur Serie. Swissbit mit Pro-duktionsstandort in Berlin ist eine der führenden Entwicklungs-und Produktionsfirmen von Speicherkomponenten auf DRAM-und Flash-Basis, die etwa in Embedded-PCs zum Einsatz kommen.Spree Hybrid- und Kommunikationstechnik ist Systemanbieterfür die Fertigung elektronischer Komponenten. Man fertigt elek-tronische Baugruppen in SMD- und konventioneller Technik so-wie Dickschicht-Hybridtechnik in mittleren und großen Losen. Au-ßerdem unterstützt man beim Entwurf von Prototypen.

alpha board wiederum hat sich auf Entwicklung und Systement-wurf spezialisiert: Man designt Schaltungen und Platinenlayouts,wählt Komponenten aus, simuliert und organisiert die Fertigung.Dabei legt man Wert auf „Leading Edge“, auf der Referenzenlistestehen unter anderem Siemens, Fiat und das Deutsche Zentrumfür Luft- und Raumfahrt.

Layout-Ausschnitt�von�alpha�board© alpha board GmbH

Herausforderung Systemin-tegration

Elektronik, vollständig inte-griert in das aufnehmende Sy-stem: Gefordert sind erweiter-

te Funktionsvielfalt, extreme Miniaturisierung sowie Robustheit,Langlebigkeit und niedrige Fertigungskosten. Die klassischen Systemgrenzen in Forschung und Entwicklung sind in Auflösungbegriffen. Technologieentwicklung wird in Zukunft beim Produkt-design und der Materialentwicklung beginnen und bei Produkt-qualifizierung und Lebensdauervorhersage enden. Berlin-Bran-denburg ist darauf vorbereitet. Denn Zusammenarbeit über dieklassischen Ressortgrenzen hinweg gehört unverzichtbar zur Phi-losophie der Forschungs- und Wirtschaftsregion.

Kontakt:Harald PötterFraunhofer IZMTel.: 030 / 46403 742E-Mail: harald.poetter@izm.fraunhofer.de

6 Aus- und Weiterbildung

96

Aus- und Weiterbildung in Optischen Technologienund Mikrosystemtechnik in Berlin-BrandenburgKatharina Kunze

Die Berufsperspektiven in den Optischen Technologien und derMikrosystemtechnik (MST) sind sowohl für gewerblichen und aka-demischen Nachwuchs sowie für bereits ausgebildete Fachkräfteausgezeichnet. Die Wachstumsprognosen dieser Hochtechnolo-giefelder lassen auch für die kommenden Jahre stetig steigendeBeschäftigungszahlen erwarten. Technologieunternehmen undForschungseinrichtungen werden in ihrer Entwicklung zuneh-mend vom Mangel an geeigneten Mitarbeitern und Mitarbeite-rinnen ausgebremst. Die Region Berlin-Brandenburg begegnetdieser Herausforderung mit einer Vielzahl von attraktiven Ange-boten und effektiven Maßnahmen zur Hochschul- und Berufs-ausbildung sowie zur beruflichen Fortbildung.

Hochschulausbildung und Sommeruniversitäten

An Berliner und Brandenburger Universitäten und Hochschulenexistieren über 40 Studienangebote zur Optik/Photonik und zurMikrosystemtechnik – sowohl als eigenständige Studiengängeoder als Schwerpunkte bzw. Module in ingenieur- oder naturwis-senschaftlichen Studiengängen.

An den drei großen Universitäten Berlins sind jeweils mehrereLehrstühle und Institute damit beauftragt, den wissenschaftli-chen Nachwuchs auf dem Gebiet der Optischen Technologien zufördern. Zwei Brandenburger Hochschulen, die TH Wildau und dieFH Brandenburg, engagieren sich in der Nachwuchsförderungdurch den kooperativen Studiengang „Photonics“.

An fünf Hochschulen der Region existieren Studienangebote zurMikrosystemtechnik. Die HTW Berlin bietet einen eigenständigenMikrosystemtechnik-Studiengang an. Die FH Brandenburg hat2008 den Bachelorstudiengang „Mikrosystemtechnik und opti-sche Technologien“ eingeführt. Als Vertiefungsrichtung oderSchwerpunkt kann Mikrosystemtechnik zudem an der TU Berlin,der Beuth Hochschule für Technik Berlin und der TH Wildau stu-diert werden.

Seit 2006 veranstaltet das Zentrum für Mikrosystemtechnik Ber-lin (ZEMI) jährlich im September die „Microsystems SummerSchool Berlin“ in Adlershof. ZEMI macht damit seine Kompeten-zen in der Mikrosystemtechnik als bundesweites Angebot für dieakademische Weiterbildung nutzbar. Spitzennachwuchs (Studie-rende, Doktoranden/-innen) sowie Mitarbeiterinnen und Mitar-beiter von Hochtechnologieunternehmen aus ganz Deutschlandwerden auf der fünftägigen Veranstaltung auf die Potenziale derBerliner MST-Landschaft und den Forschungsstandort Berlin auf-merksam gemacht. Ausgewählte Referenten/-innen aus den ZEMI-Forschungseinrichtungen sowie regionale Unternehmenpräsentieren aktuelle Forschung und Entwicklung – von der Si-mulation und Konstruktion bis zum Produkt.

Betriebliche Ausbildung

Neben dem wissenschaftlichen Personal spielen in den regiona-len Unternehmen und Forschungseinrichtungen auch passendausgebildete Facharbeiter/-innen eine wichtige Rolle. Unterneh-men der Hochtechnologien haben den Wert einer eigenen, bedarfsgerecht zugeschnittenen Ausbildung erkannt und enga-gieren sich in der betrieblichen Ausbildung. Neben den Haupt-ausbildungsberufen der Branche wie Augen- und Feinoptiker/-insowie Mikrotechnologe/-in haben eine Reihe weiterer Berufe ei-nen hohen Stellenwert: Chemie- und Physiklaboranten/-innen,die die Hightech-Labors in Betrieb halten, sind ebenso gefragtwie Mechatroniker/-innen und Industriemechaniker/-innen fürdie Bedienung modernster Maschinen. Damit der Prozess geför-

Auszubildende�Mikrotechnologin�© ZEMI/Wiedl

dert und nicht durch den zu erwartenden Fachkräftemangel un-terbrochen wird, hat ZEMI das Ausbildungsnetzwerk Hochtech-nologie Berlin (ANH Berlin) aufgebaut. ANH Berlin berät und un-terstützt Unternehmen und Forschungseinrichtungen in allen

6 Aus- und Weiterbildung

97

Fragen zur Ausbildung und hat seit 2007 mehr als 60 zusätzlichebetriebliche Ausbildungsplätze geschaffen und mit geeignetenBewerbern und Bewerberinnen besetzt. Für die Mikrotechnolo-gieausbildung wurde in Berlin und Brandenburg bereits 1998 derAusbildungsverbund Mikrotechnologie gegründet. Der Zusam-menschluss ist ein erfolgreiches Beispiel regionaler Vernetzung inder gewerblichen Ausbildung, in dem Ausbildungsbetriebe zu-sammenarbeiten und sich gegenseitig in der beruflichen Ausbil-dung unterstützen. So können Ausbildungsinhalte, die von ein-zelnen Betrieben nicht abgedeckt werden, im Rahmen desVerbundes durch andere Partnerbetriebe oder durch zentraleLehrgänge vermittelt werden. Der Verbund wird durch die Lise-Meitner-Schule, der einzigen Berufsschule für Mikrotechnologie-Ausbildung in der Region, koordiniert und durch die Unterneh-men im Rahmen des gemeinnützigen Vereins proMANO finanziert.

Zur Verbesserung der Durchlässigkeit zwischen beruflicher undakademischer Ausbildung entwickelt ANH Berlin Zusatzmodulefür die Mikrotechnologieausbildung. In Kooperation mit der Fachhochschule Brandenburg wird damit ein Modell für die Aner-kennung von Qualifikationen aus der Berufsausbildung für denBachelorstudiengang „Mikrosystemtechnik und optische Techno-logien“ unterstützt, das den Übergang zwischen verschiedenenBildungsebenen erleichtert und die Ausbildungszeit verkürzt.

Nachwuchsförderung

Die Aktivitäten zur Aus- und Weiterbildung stellen sich neben derSchaffung zusätzlicher Ausbildungsplätze und Studienangeboteeiner weiteren Herausforderung: der adäquaten Besetzung dieserAusbildungsplätze. Da die Zahl der Bewerber/-innen, besondersin technischen Berufen und Studiengängen, in den letzten Jahrenteilweise drastisch gesunken ist und die demografische Entwick-lung den Bewerber/-innenmangel noch verstärkt, stellt das The-ma Nachwuchsförderung gerade im Hochtechnologiebereich einAufgabengebiet mit wachsender Bedeutung dar.

Die Netzwerke ANH Berlin, ZEMI und OpTecBB haben die Infor-mation und Werbung für Hochtechnologieberufe ausgebaut. Da-für werden u. a. bestehende Events wie die Lange Nacht der Wis-senschaften, der Girls’Day und der Tag der Technik regelmäßiggenutzt. Auf regionalen Bildungs- und Technologiemessen (Ein-stieg Abi, Laser Optics Berlin, microsys-Berlin etc.) wird das The-ma als Schwerpunkt gezielt platziert. Gemeinsam mit den Berufs-informationszentren (BIZ) der Arbeitsagentur und einer stetigwachsenden Zahl von Schulen führt ANH Berlin zudem Informati-onsveranstaltungen für Schüler/-innen zu speziellen Berufen undBranchen durch. Zur gezielten Ansprache und Förderung desweiblichen Nachwuchses in den naturwissenschaftlichen/ techni-schen Ausbildungs- und Studiengängen hat ZEMI das Vorhaben„mst|femNet meets Nano and Optics“ ins Leben gerufen. Durchdie Initiierung Runder Tische mit regionalen Akteuren und Akteu-rinnen aus Wirtschaft, Politik, Wissenschaft und Bildung konntedie Vernetzung der MINT-Aktivitäten vorangetrieben und die gen-dersensible Gestaltung der einzelnen Vorhaben in den Vorder-grund gerückt werden. Flankierend veranstaltete ZEMI 2011 zumzweiten Mal einen Mädchen-Technik-Kongress mit verschiedenenregionalen Partnern. Bis zu 150 Mädchen ab der 7. Klasse aus Ber-lin und Brandenburg konnten die Veranstaltung nutzen, um zu ex-

perimentieren, Frauen aus den Naturwissenschaften, High-Tech-Unternehmen und damit verbundene Berufs- und Studienmög-lichkeiten kennen zu lernen. Um nachhaltige Partnerschaften zwi-schen Schulen und Unternehmen geht es bei der Innovationsliga,einer Gemeinschaftsinitiative des BMBF mit den Kompetenznet-zen der Optik-Branche. OpTecBB zielt regional vor allem auf denAufbau spezifischer Schulprojekte zu Optik und Photonik und hatinzwischen 77 Schulpartnerschaften initiiert.

Laborführung�für�Kinder�am�FBH�© FBH/Günther

Schülerlabore an Forschungseinrichtungen und Universitäten bieten Jugendlichen Möglichkeiten, in authentischer Forschungs-umgebung zu experimentieren. Das Ferdinand-Braun-Institut,Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) und die Lise-Meitner-Schule betreiben seit Oktober 2005 gemeinsam dasSchülerlabor MicroLAB. Das Labor verbindet Experimente zurHalbleiterstrukturierung mit Einblicken in wissenschaftliche Pro-zesse am Forschungsinstitut als Ergänzung zum Schulunterricht.Neben Schülern/-innen nutzen vor allem Lehramtsstudierende,Referendare/-innen und Lehrer/-innen das MicroLAB.

OpTecBB hat 2010 zusammen mit ZEMI erstmals den Bildungs-atlas „Optische Technologien und Mikrosystemtechnik in Berlin

und Brandenburg“ herausge-geben. Der Atlas gibt eineÜbersicht über die relevantenFachhochschulen und Univer-sitäten in Berlin und Branden-burg und dient als Orientie-rungshilfe bei der Wahl einerpassenden Ausbildungs- oderStudienrichtung.

Bildungsatlas�„Optische�Tech-nologien�und�Mikrosystem-technik�in�Berlin�und�Bran-denburg“

Kontakt:Katharina KunzeZentrum für Mikrosystemtechnik BerlinTel.: 030 / 6392 3326E-Mail: katharina.kunze@zemi-berlin.de

7.1 Netzwerke und Transfereinrichtungen

98

Regionale Ansprechpartner für Vernetzung, Finanzierung, Ansiedlung, Technologie- und Innovationsberatung

Optec-Berlin-Brandenburg (OpTecBB) e.V.

Vor mehr als zehn Jahren hat eine von der Wissenschaft und derIndustrie initiierte Diskussion darüber begonnen, welche Teildis-ziplinen der optischen Technologien in Deutschland besonders zuentwickeln seien, um international konkurrenzfähig zu werdenbzw. zu bleiben und sie zu Innovationstreibern zu entwickeln. Die-ses Aktionsprogramm wurde als „Deutsche Agenda OptischeTechnologien für das 21. Jahrhundert“ dokumentiert und führtezum BMBF-Förderprogramm „Optische Technologien Made inGermany“. Die Bildung der Kompetenznetze für Optische Techno-logien war Teil dieses Förderprogramms. Sie wurden zu neuen In-frastrukturelementen, die den Prozess der Clusterbildung fördernund den Wissens- und Technologietransfer von der Wissenschaftzur Industrie in wichtigen Optikregionen Deutschlands beschleu-nigen sollten.

Mit OptecNet Deutschland wurde für alle Netze ein Dach ge-schaffen, das die konstruktive Zusammenarbeit aller Netze orga-nisiert. OpTecBB ist Bestandteil dieses Strategieprozesses undwurde am 14.09.2000 von 14 Unternehmen, Forschungseinrich-tungen, Universitäten und Verbänden mit Unterstützung der zu-ständigen Landesministerien Brandenburgs und des Senats vonBerlin als Verein gegründet. Von Anfang an ist OpTecBB über Op-tecNet Deutschland e.V. deutschlandweit mit allen wichtigen Re-gionen eng vernetzt und hat darüber hinaus durch eigene Aktivi-täten viele internationale Kontakte zu den wichtigen Märkten inWesteuropa, Nordamerika und Asien entwickelt.

OpTecBB und seine Mitglieder haben sich folgende Ziele gestellt:

• das in der Region vorhandene Potenzial im Bereich Optischer Technologien zu bündeln und zu vernetzen

• den Wissens- und Technologietransfer von der Forschung zu den Unternehmen zu fördern

• F&E-Projekte zu initiieren und Kooperationen zu unterstützen• eine Plattform für Information und Kommunikation zu bilden• gemeinsame Marketingaktivitäten und Messeauftritte zu orga-

nisieren, um für die Unternehmen, die Forschungseinrichtun-gen und die Region zu werben

• die Landesregierungen und Wirtschaftsfördereinrichtungen zu informieren und zu beraten

• Aus- und Weiterbildung im Bereich der Optik/Photonik zu för-dern, die Region auch als Ausbildungsstandort bekannt zu ma-chen und den Fachkräftenachwuchs zu sichern

Die auf Initiative des BMBF gegründeten Kompetenznetze für Op-tische Technologien orientieren sich vorwiegend an den regiona-len Akteuren und ihr Zusammenwirken in der Region. Fachlichkonzentrieren sich die Aktivitäten auf die Handlungsfelder der

Hauptstadtregion: Photonische Kommunikationstechnik, Laser-technik, Lichttechnik, Optische Messtechnik (inkl. UV-, Röntgen-und Terahertz-Technologie sowie Sensorik und Bildverarbeitung),Anwendungen optischer Technologien in Biomedizin/Pharma,Photovoltaik sowie Mikrosystemtechnik, deren konkrete Entwick-lung im Masterplan „Optik“ Berlin-Brandenburg dargestellt sind.Mit der Bildung des Clusters Optik werden weitere Akteure derRegion eingebunden, um Kooperationen entlang der Wertschöp-fungskette zu ermöglichen. Dazu wird OpTecBB auf der Grundla-ge einer Kooperationsvereinbarung mit der TSB Innovationsagen-tur GmbH, der ZukunftsAgentur Brandenburg GmbH und BerlinPartner GmbH das Clustermanagement aufbauen und den Clu-stersprecher als Repräsentanten der Optik und Mikrosystemtech-nik stellen.

Kontakt:Dr. Bernd WeidnerOpTecBB e.V.Tel.: 030 / 6392 1720E-Mail: optecbb@optecbb.dewww.optecbb.de

Laserverbund Berlin-Brandenburg e.V.

Der Laserverbund Berlin-Brandenburg e.V. ist ein Zusammen-schluss von Laserfachleuten aus der Wirtschaft und der Wissen-schaft. Der Verein wurde im Dezember 1993 in Berlin gegründetund hat 110 Mitglieder.

Ziel des Vereins ist die Förderung der Verbreitung der Lasertech-nik vorrangig in Berlin und Brandenburg. Er fördert die Zusam-menarbeit von Unternehmen und Forschungseinrichtungen aufden Gebieten Laserforschung, -entwicklung und -anwendung.Der Laserverbund bietet Seminare, Workshops und Weiterbildungzu Themen der Lasertechnik und informiert im „Laserbrief“, aufdem „Laserstammtisch“ und auf seiner Website zu aktuellen The-men aus der Branche. Unter der Gruppe „Laserverbund“ auf demNetzwerk Xing können Sie schnell und unkompliziert Informatio-nen austauschen.

Kontakt:Dr. Helmut RingelhanLaserverbund Berlin-Brandenburg e.V.c/o Photon Laser Engineering GmbHTel.: 030 / 43775858E-Mail: h.ringelhan@photonag.comwww.laserverbund.de

7.1 Netzwerke und Transfereinrichtungen

99

OABB optic alliance brandenburg berlin e.V.

Die Hauptstadtregion Brandenburg-Berlin ist ein traditions-reicher Standort der Klassischen Optik/Augenoptik. Sie verfügtüber leistungsfähige Unternehmen, ein bedeutendes Forschungs-und Entwicklungspotenzial sowie über eine ausgeprägte Infra-struktur in Bildung und Forschung. Durch Kooperation, Koordina-tion und Bündelung dieser Potenziale wurde im Rahmen einesBranchennetzes ein landesweit und überregional wirkendes Netz-werk, die OABB optic alliance brandenburg berlin e.V. aufgebaut,welches zu Recht als eines der bedeutendsten Netzwerke auf dem Fachgebiet der innovativen Augenoptik in Deutschland undEuropa gilt. Der Anspruch dieses Netzwerkes ist es, die Augenop-tik der Region Brandenburg und Berlin zu einem national wie in-ternational bekannten und anerkannten Technologiestandort derOptik zu entwickeln und etablieren.

Ziel ist es, neue Innovationsschnittstellen zwischen Großfirmen,mittelständischen Unternehmen und wissenschaftlichen Einrich-tungen unter Einbeziehung des augenoptischen Handwerks inder Hauptstadtregion zu erschließen.

Innovation, Kompetenzentwicklung, Internationalisierung, Markt-erschließung sowie Branchen- und Standortprofilierung sind da-bei zielführende Schwerpunkte der Arbeit von OABB optic alli-ance brandenburg berlin e.V.

Mit ihrem Produkt- und Leistungsfeld verfügen die derzeit rund40 Netzwerkpartner über alle wichtigen Kompetenzen in den au-genoptischen und augenmedizinischen Technologiefeldern, wie:Brillenglas, Sonderlinsen, vergrößernden Sehhilfen, Brillenfas-sungen, augenoptischer Produktionsgerätebau, Werkstatttechnikund Verkaufsraumgestaltung. Somit stellt der Standort mit seinerVielschichtigkeit, Bündelung und Unternehmenskonzentration ei-ne Komplexität augenoptischer Kompetenz in Deutschland darund kann zu den modernsten Fertigungsstätten im europäischenRaum gezählt werden.

Neben der Schaffung strategischer Partnerschaften in internatio-nalen Ballungszentren augenoptischer Innovation bildet die Ein-beziehung der Augenoptikerinnung des Landes Brandenburg mitihrem Bildungs- und Technologiezentrum, der FH Brandenburgsowie des Oberstufenzentrums Havelland einen wichtigen Be-reich. Hiermit stellt sich das Netzwerk aktiv der Herausforderungdes weiteren Ausbaus der Region Brandenburg-Berlin als Zen-trum der akademischen und beruflichen Aus- und Weiterbildungim Bereich der Optik.

Kontakt:Joachim MertensOABB optic alliance brandenburg berlin e.V.Tel.: 03385 / 572 350E-Mail: info@oabb.dewww.oabb.de

PhotonikBB e.V.

PhotonikBB ist ein Netzwerk von Partnern aus Wissenschaft undWirtschaft mit dem Ziel, wissenschaftliche Forschungsergebnisseauf dem Gebiet der Photonik in kommerzielle Anwendungen zuübertragen. Das Netzwerk stärkt die Zusammenarbeit zwischenUnternehmen, Hochschulen und Instituten. Dazu initiiert, koordi-niert und fördert PhotonikBB das Zusammenführen von Kompe-tenzen in gemeinsamen Projekten. Es wird besonderer Wert dar-auf gelegt, kleine und mittlere, kreative Unternehmen mit derWissenschaft in Kooperation zu bringen. Durch die nachhaltigeNetzwerkzusammenarbeit sollen der Aufbau eines interdiszipli-när ausgerichteten Photonik-Clusters vorangetrieben werden unddie vorhandenen Potenziale der Hauptstadtregion erschlossenwerden.

Mit der Verzahnung von Wirtschaft und Wissenschaft, der Opti-mierung der Zusammenarbeit der Netzwerkpartner und der Ver-tretung der Interessen seiner Mitglieder wirkt PhotonikBB alsMultiplikator und trägt damit zur Schaffung der Marke „Photonikmade in Brandenburg-Berlin“ bei.

Die folgenden Innovationsfelder bilden die Schwerpunkte der in-haltlichen Netzwerktätigkeit:

• Laseranwendungen in der Photovoltaik

• Messtechnik und Sensorik

• Photonische Komponenten

• Angewandte Lasertechnik

Das Netzwerk PhotonikBB wird im Rahmen der Gemeinschafts-aufgabe „Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur“ ausMitteln des Bundes und des Landes Brandenburg gefördert. Zu-dem beteiligen sich die 31 Vereinsmitglieder an der Finanzierungdes Netzwerkes. Die Mitgliederstruktur setzt sich zu fast gleichenTeilen aus Industrieunternehmen und Forschungsinstitutionenzusammen. Die Aktivitäten des Netzwerkes beschränken sichnicht ausschließlich auf Brandenburg und Berlin. Im Rahmen vonKooperationsvorhaben ist PhotonikBB auch für überregionaleund internationale Partner offen.

Kontakt:Andreas FeldoPhotonikBB e.V.Tel.: 03328 / 430230E-Mail: info@photonik-bb.dewww.photonik-bb.deOABB

opticalliance

brandenburgberlin

7.1 Netzwerke und Transfereinrichtungen

100

Zentrum für Mikrosystemtechnik Berlin (ZEMI)

Das Zentrum für Mikrosystemtechnik Berlin (ZEMI) ist ein Ver-bund Berliner Forschungseinrichtungen, der das regionale For-schungs- und Entwicklungspotenzial in der Mikrosystemtechnikbündelt. Als zentraler Ansprechpartner steht ZEMI für Industrie-kooperationen zur Verfügung und unterstützt insbesondere klei-ne und mittlere Unternehmen durch Technologietransfer.

Um den hohen Aufwand bei der Entwicklung mikrosystemtechni-scher Produkte zu minimieren, begleitet ZEMI Unternehmen vonder Idee bis zum marktreifen Produkt. Dabei zielt ZEMI auf diepraxisgerechte Nutzung modernster Techniken zur Herstellungminiaturisierter Bauteile. Funktionalität, Fertigungskosten undMarktfähigkeit der Produkte stehen im Vordergrund.

Die Kompetenzen von ZEMI decken den gesamten Bereich derWertschöpfungskette ab – vom Entwurf über die Entwicklung vonHerstellungsprozessen, der Fertigung von Prototypen und Klein-serien bis zum Test der fertigen Mikrosysteme. Durch das umfas-sende Portfolio gelingt es, Entwicklungszeiten der Industriepart-ner zu verkürzen und damit Innovationskosten zu verringern.

Neben einem kompetenten und umfassenden Projektmanage-ment stellt ZEMI auch bedarfsgerechte Bildungsangebote bereit,schult und berät Industriepartner und unterstützt Unternehmenin allen Fragen der Aus- und Weiterbildung.

Kontakt:Doreen FriedrichZentrum für Mikrosystemtechnik Berlin (ZEMI)Tel.: 030 / 6392 3391E-Mail: zemi@zemi-berlin.dewww.zemi-berlin.de

Die Investitionsbank Berlin (IBB)

Die Investitionsbank Berlin (IBB) ist die Förderbank des LandesBerlin mit den Geschäftsbereichen Wirtschafts- und Immobilien-förderung. Mit monetären Förderangeboten und einer umfassen-den Finanzierungsberatung unterstützt die Bank gezielt vor allemkleine und mittlere Unternehmen (KMU) in Berlin. Dabei arbeitetsie eng mit den in Berlin ansässigen Geschäftsbanken zusammen.In der Wirtschaftsförderung setzt die IBB vor allem auf darle-hensbasierte und beteiligungsorientierte Finanzierungen, die imRahmen revolvierender Förderfonds angeboten werden. Zu-schussprogramme ergänzen das Produktangebot vor allem beider Technologie- und Investitionsförderung.

Bei der Finanzierung von KMU legt die IBB besonderes Augen-merk auf innovative Unternehmen, die in den Berliner ClusternGesundheitswirtschaft, IKT/Medien, Optik, Verkehr, Mobilitätund Logistik sowie Energietechnik tätig sind. Neben dem wichti-gen Investitionsförderprogramm GRW – Gemeinschaftsaufgabezur „Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur“ hat die IBBspeziell für Technologieunternehmen verschiedene Programmeim Angebot. Mit dem Programm „Pro FIT“ etwa fördert sie zu-

kunftsträchtige Projekte in allen Phasen des Innovationsprozes-ses – von der Forschung bis zur Markteinführung.

Ein weiteres Programm für innovative KMU ist „Berlin Kredit In-novativ“. Damit können Kredite für Investitionen und Betriebs-mittel bis maximal 500.000 Euro finanziert werden. Ebenfallsspeziell an Technologieunternehmen richtet sich das Programm„Innovationsassistent/in“. Unterstützt werden darüber innovativeProjekte von Technologie-KMU, die von Universitäts- bzw. Fach-hochschulabsolventen umgesetzt werden. Der Hochschulabsol-vent wird von dem Unternehmen für mindestens zwei Jahre in einBeschäftigungsverhältnis übernommen. Die Förderung erfolgtüber einen Personalkostenzuschuss. Nicht zuletzt gibt es über dieIBB Beteiligungsgesellschaft mbH den VC Fonds Technologie Ber-lin. Ziel des Fonds ist die Beteiligung an jungen Berliner Techno-logieunternehmen mit Wachstumspotenzial, die in den ClusternBerlins tätig sind.

Kontakt:Investitionsbank BerlinTel.: 030 / 2125 4747www.ibb.deE-Mail: kundenberatung.wirtschaft@ibb.de

Investitionsbank des Landes Brandenburg (ILB)

Die Investitionsbank des Landes Brandenburg (ILB) unterstütztals Förderbank öffentliche und private Investitionsvorhaben inden Bereichen Wirtschaft, Infrastruktur und Wohnungsbau. AusMitteln des Landes, des Bundes, der EU und aus Eigenmitteln derILB werden Zuschüsse, zinsgünstige Darlehen, Bürgschaften so-wie Risiko- und Beteiligungskapital bereitgestellt. Dazu arbeitetdie ILB mit den Sparkassen sowie den genossenschaftlichen undprivaten Banken zusammen.

Im Auftrag des Landes werden im Rahmen der Wirtschaftsförde-rung gewerbliche Unternehmen, Existenzgründer und Freiberuf-ler sowie Agrar- und Medienunternehmen durch die gezielte Be-reitstellung finanzieller Mittel unterstützt. In Zusammenarbeitmit der ZukunftsAgentur Brandenburg (ZAB) sowie den Kammernund den regionalen Institutionen der Wirtschaftsförderung berätdie ILB individuell und kostenfrei zu Fragen der gewerblichen För-derung und über geeignete Finanzierungsinstrumente.

In der Technologieförderung bietet die ILB unter anderem Zu-schüsse aus dem Förderprogramm „Forschung und Entwicklungfür KMU“ zur Förderung von Forschungs- und Entwicklungsvor-haben in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU). Weitere Zu-schussprogramme sind der „Innovationsassistent“ und der „Inno-vationsgutschein“ für KMU, mit denen der Technologietransferzwischen Wissenschaft und Wirtschaft gefördert wird. Mit dem„Brandenburg-Kredit für den Mittelstand“ steht ein Angebot zurDarlehensfinanzierung zur Verfügung. In punkto Eigenkapitalfi-nanzierung beteiligt sich die ILB über den BFB FrühphasenfondsBrandenburg und den BFB Wachstumsfonds Brandenburg antechnologisch innovativen KMU in der Früh- bzw. Wachstumsphase.Ziel der Technologieförderung ist die Erhöhung der Innovations-

7.1 Netzwerke und Transfereinrichtungen

101

und Wettbewerbsfähigkeit von kleinen und mittleren Unterneh-men, die Einführung neuer Technologien sowie die Schaffungwettbewerbsfähiger Arbeitsplätze durch Unterstützung der Un-ternehmen bei der Übernahme des Neuerungsrisikos.

Kontakt:Dietmar Koske und Carsta MatthesInvestitionsbank des Landes BrandenburgTel. 0331 / 660 2211E-Mail: kundencenter@ilb.dewww.ilb.de

Berlin Partner GmbH

Die Berlin Partner GmbH ist die zentrale Anlaufstelle in Berlin, dieInvestoren bei der Ansiedlung unterstützt, Berliner Unternehmenin allen Fragen der Außenwirtschaft begleitet und den StandortBerlin profiliert und vermarktet. Als Public Private Partnershipwird die Wirtschaftsförderungsgesellschaft von mehr als 160 pri-vaten Unternehmen unterstützt und ist vom Berliner Senat mitdem Hauptstadt- und Standortmarketing beauftragt.

Berlin Partner bietet Investoren und in Berlin ansässigen Firmenein großes Portfolio an Serviceangeboten, Beratungs- und Infor-mationsleistungen. Unternehmen können spezielle Produkte wiedas Business Welcome-, das Business Financing-, das Business Lo-cating- oder das Business Recruiting-Package und vieles mehrnutzen. Darüber hinaus bietet Berlin Partner weltweite Koopera-tionsvermittlung sowie die Organisation von Messegemein-schaftsständen. Die Außenwirtschaftsberatung unterstützt Berli-ner Unternehmen mit Informationen zu Exportmärkten auf derganzen Welt.

Bei seiner Arbeit konzentriert sich Berlin Partner auf die Schwer-punkte, in denen sich die Berliner Wirtschaft besonders dyna-misch entwickelt: Dienstleistungen, Industrie, Mobilität undClean Technologies, Life Sciences sowie Medien, IT und Kreativ-wirtschaft.

Berlin Partner stellt Investoren kostenfrei alle relevanten Infor-mationen zum Wirtschaftsstandort Berlin-Brandenburg im Busi-ness Location Center (www.businesslocationcenter.de) zur Verfü-gung.

Kontakt:David HampelBerlin Partner GmbHTel.: 030 / 39980 222E-Mail: David.Hampel@berlin-partner.dewww.berlin-partner.de

TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

Die TSB Innovationsagentur Berlin ist zentrale Anlaufstelle fürTechnologie und Innovation in Berlin und vernetzt Wissenschaft,Wirtschaft und Politik in den Bereichen Life Science/Gesundheit,Verkehr & Mobilität, Energie, IKT sowie Optische Technologienund Mikrosystemtechnik.

Zu den Aufgaben der TSB zählen:

• Clustermanagement • Technologie- und Innovationsberatung• Netzwerkinitiierung und -entwicklung• Projektinitiierung und -koordination• Gründungs- und Finanzierungsberatung• Informationsservice und Patentberatung• Kaufmännisches Projektmanagement

Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Publikation von Cluster-und Technologiereports, welche detaillierte Informationen überdie wirtschaftliche Entwicklung, Trends in Forschung und Indu-strie sowie Profile und Kontaktdaten von Unternehmen und For-schungseinrichtungen aus Berlin beinhalten. 2010 veröffentlichtedie TSB auch erstmals einen Report für eines der regionalenSchwerpunktfelder innerhalb der Optischen Technologien: die La-sertechnik. Darüber hinaus ist die TSB Mitveranstalter der inter-nationalen Kongressmessen für Optische Technologien und Mi-krosystemtechnik – Laser Optics Berlin und microsys berlin.

Kontakt:Prof. Dr. Eberhard StensTSB Innovationsagentur Berlin GmbHBereich OptikTel.: 030 / 46302 441E-Mail: optik@tsb-berlin.dewww.tsb-optik.dewww.tsb-berlin.de

ZukunftsAgentur Brandenburg (ZAB)

Die ZukunftsAgentur Brandenburg GmbH (ZAB) ist die zentraleAnlaufstelle für Wirtschaftsförderung im Land Brandenburg.Schwerpunkte ihrer Arbeit sind Ansiedlungen, die Entwicklung ei-nes innovativen Mittelstandes einschließlich Außenwirtschafts-förderung, die Unterstützung technologieorientierter Existenz-gründer sowie die Energieberatung. Die ZAB ist partnerschaftlichverbunden mit der InvestitionsBank des Landes Brandenburg (ILB)und der Brandenburg Capital GmbH. Das Enterprise Europe Net-work bei der ZAB berät speziell zu europäischen Programmen undführt grenzüberschreitende Kooperationen herbei.

Kontakt:Michael KoinzerZukunftsAgentur Brandenburg GmbHTel.: 0331 / 660 30 00E-Mail: info@zab-brandenburg.dewww.zab-brandenburg.de

„Unser Netzwerk ist primärer Ratgeber der Europäischen Kommission“Interview mit Prof. Dr. Wolfgang Sandner zum Photonics21-Netzwerk

7.2 Überregionale Technologieplattformen

102

Photonics21

Photonics21�Jahrestreffen�2011�© VDI-Technologiezentrum

Europäische Technologieplattformen (ETP) sollen die wichtigsteneuropäischen Akteure in einem Forschungsbereich (Großindu-strie, Verwaltung, Wissenschaft, KMUs und Endverbraucher) lang-fristig zusammengebringen, um eine gemeinsame Vision überdie zukünftige Entwicklung für einen technologischen Bereich zuskizzieren.

Im Bereich der Optischen Technologien, welche 2009 neben derMikrosystemtechnik von der Europäischen Kommission zu einervon sechs Schlüsseltechnologien (sogenannten „Key EnablingTechnologies“) ernannt wurden, hat sich die 2005 gegründete

ETP Photonics21 etabliert. Eine der wesentlichen Aufgaben derheute mehr als 1.800 Mitglieder zählenden Plattform ist nebendem Zusammenbringen der verschiedenen europäischen Exper-ten im Bereich Photonik, die Erarbeitung von Forschungs- undEntwicklungsschwerpunkten, die in die Innovationsförderpro-gramme der Europäischen Union einfließen sollen.

Die Koordinierung dieses Prozesses erfolgt in sieben Arbeitsgrup-pen, die sich an den zukunftsträchtigsten Anwendungsgebietender Optischen Technologien orientieren: Information & Kommu-nikation, Industrielle Produktion, Life Sciences, Beleuchtung, Si-cherheits- und Messtechnik, Optische Komponenten und Syste-me sowie Aus- und Weiterbildung.

Des Weiteren soll die Plattform die Abstimmung von nationalenund europäischen Forschungsaktivitäten und Förderprogrammenverbessern und die Bildung von Partnerschaften zwischen öffent-lichen und privaten Stellen im Bereich der Optischen Technolo-gien fördern.

Kontakt:Photonics21 Secretariatc/o VDI Technologiezentrum GmbHTel.: 0211 / 6214 668E-Mail: secretariat@photonics21.orgwww.photonics21.org

Das Photonics21-Netzwerk soll die europäische Optik-Branche kon-kurrenzfähiger machen und als Bindeglied zwischen der Photonikin-dustrie und der europäischen Forschungsförderung fungieren. Wassind die Stärken des Netzwerks, was läuft derzeit gut? Welche Ländersind in welchen Bereichen als führend einzustufen? Worin liegt derSchwerpunkt von Berlin-Brandenburg innerhalb des Netzwerks?

Die Stärken dieses Netzwerks sind die Zusammenarbeit zwischenWirtschaft und Wissenschaft, um Photonik in der EU zu verankern.Die Europäische Kommission hat dafür erstmals ein eigenes Re-ferat Photonik eingerichtet – unser Netzwerk ist dessen primärer

Ratgeber, wenn es zum Beispiel um Aufrufe für Fördervorhabengeht. Zudem ist Photonik in die Liste der „key enabling technolo-gies“ aufgenommen worden. Innerhalb des Netzwerks gehörtDeutschland zu den führenden Ländern, sowohl bezüglich der na-tionalen Förderstrategie für Optik und Photonik als auch in ein-zelnen Branchenbereichen wie z.B. der Produktionstechnik. Die-se Spitzenposition liegt sowohl an der hiesigen traditionellenVerknüpfung von Wirtschaft und Wissenschaft als auch daran,dass bei uns Optik und Photonik im Blickpunkt der Ministerienstehen – das ist nicht überall so. OpTecBB in Berlin-Brandenburgfokussiert als größtes regionales Kompetenznetzwerk auf innova-

7.2 Überregionale Technologieplattformen

103

tive Anwendungen durch Vernetzung von KMU und Forschungs-einrichtungen, den starken Partnern einer Region, der leider nochein paar zusätzliche Großunternehmen fehlen.

Zurzeit wird der Nachfolger des 7. EU-Forschungsrahmenprogrammsvorbereitet. Die Fortführung der sogenannten „Verbundprojekte“ wirdintensiv diskutiert. Wie ist Ihre Einschätzung dazu und welche Konse-quenzen könnten sich für Teilnehmer aus der Region Berlin-Branden-burg ergeben?

Tatsächlich dürften die Verbundprojekte anfangs zur Dispositiongestanden haben, da die Kommission das nächste Rahmenpro-gramm grundlegend neu gestalten wollte. Massive Einwände inStrategiepapieren großer Forschungsorganisationen und der Bun-desregierung sowie auf internationaler Ebene hatten jedoch Er-folg: Kommissarin Geoghegan-Quinn erklärte kürzlich, dass dieVerbundprojekte die Stützpfeiler des Rahmenprogramms seienund bleiben werden. Die gemeinsame Lobbyarbeit großer undkleiner Institute sowie der Regierungen hat dieses Förderinstru-ment offenbar im neuen Programm gesichert.

Beim 7. Programm, das aktuell noch läuft, waren Forschungseinrich-tungen oft erfolgreich beteiligt. KMU dagegen haben es oft schwer,sich erfolgreich zu bewerben, auch bei anderen internationalen Ko-operationen im vorwettbewerblichen Bereich. Woran liegt das und wiekönnen KMU besser eingebunden werden?

Das liegt vor allem an der Komplexität der administrativen Ver-fahren der EU. Dass dieser Prozess einfacher werden muß, for-derten auch alle Strategie- und Positionspapiere deutlich. Tritt dasein, haben KMU bessere Chancen. Es ist vor allem personalinten-siv, EU-Anträge zu stellen und zu bearbeiten, KMU sind nicht we-niger fähig, ihnen fehlen einfach die Ressourcen. Institute habenhäufiger die Ressourcen, die internationalen Partner und auch dienötige Routine in der Interpretation der Aufrufe. Diese sind häu-fig in einer speziellen EU-Terminologie formuliert, was dazu füh-ren kann, dass Anträge schon aus formalen Gründen nicht dasrichtige Gebiet treffen.

Welche Möglichkeiten sehen Sie, den KMU bei der Beantragung vonForschungsprojekten auf EU-Ebene die bürokratischen Hürden zu er-leichtern? Wie kann die regionale und nationale Politik diesen Prozessunterstützen?

In Verbundprojekten, an denen Forschungsinstitute beteiligt sind,kann man sich bei der Antragstellung gegenseitig helfen. Grund-sätzlich gilt: Ein Anruf in der Kommission oder gar ein persönli-ches Gespräch kann wochenlange Vorbereitungsarbeit in die fal-sche Richtung vermeiden! Dafür sollten die KMU die in Brüsselansässigen Stabsstellen der Regionen nutzen, um sich direkt dieTüren zu den Referaten öffnen zu lassen. Für Gemeinschaftspro-jekte stehen auch die Büros der Forschungsorganisationen oderdie „Kooperationsstelle EU der Wissenschaftsorganisationen“ (Ko-Wi) zur Verfügung. Auch könnten die Veranstaltungen von Op-TecBB, TSB und Berlin Partner in Brüssel stärker von den KMU-Ver-tretern frequentiert werden. Wem Brüssel zu weit weg ist, derkann auch die Repräsentanz in Berlin aufsuchen. Politische Lob-byarbeit auf EU-Ebene ist zur Unterstützung regionaler Betriebeebenso wichtig wie die Vereinfachung der Anträge.

Für KMU funktioniert der Zugang zu Forschungsergebnissen auf re-gionaler Ebene durch Netzwerke und Transferstellen inzwischen rechtgut. Wie könnte der Zugang auf EU-Ebene verbessert werden?

Die EU fördert nur den Zugang über Grenzen hinweg. Auch hiergilt es, aktiv den Kontakt zu potenziellen Partnern aufzunehmen.Applikationslabore sind sicher eine interessante Möglichkeit,selbst wenn sie meist regional entstehen und sich dann erst eu-ropaweit positionieren. Das gemeinsam vom MBI und der TU Ber-lin betriebene BLiX (Berlin Laboratory for innovative X-ray Tech-nologies) ist ein Beispiel. Zusammen mit dem FU-Lehrstuhl fürUnternehmensnetzwerke entwickeln wir gerade dessen europa-weite Vermarktung. Forschungsinstitute können dort ihre Proto-typen aufstellen, in eine Umgebung, die nicht forschungsorien-tiert, sondern ein sehr industriefreundliches Applikationslabor ist.Unternehmen können an den Anlagen eigene Produkte testenund Geräte zur Vermarktung bestimmen. Das läuft bisher hervor-ragend, zurzeit transferieren wir ein einzigartiges, als BMBF-Ver-bundprojekt entwickeltes Röntgenmikroskop dorthin.

Das Interview führten Markus Wabersky und Arild Eichbaum

Prof.�Dr.�Wolfgang�Sandner, Diplomphysiker, promovierteund habilitierte sich in Freiburg. Nach Professuren in Würz-burg und Freiburg ging er 1991 als Full Professor in die USA.Seit 1993 ist er Direktor am Max-Born-Institut in Berlin-Ad-lershof, seit 1994 gleichzeitig C4-Professor an der TU Berlin.Aktuelle Arbeitsgebiete sind Licht-Materie-Wechselwirkungbei höchsten Intensitäten und mit kurzwelligen Strahlungs-quellen. Seit 2003 leitet er das Netzwerk Laserlab-Europe derwichtigsten Laserforschungsinstitute aus 16 EU-Staaten. Erist Mitglied zahlreicher nationaler und internationaler Gre-mien der Wissenschaft und Forschungspolitik, Fellow of theAmerican Physical Society und derzeit Präsident der Deut-schen Physikalischen Gesellschaft DPG. © Foto: Studio Urbschat

7.2 Überregionale Technologieplattformen

104

Nationale Kontaktstelle Mikrosystemtechnik,BMBF Projekt COWIN, EPoSS

Nationale Kontaktstelle Mikrosystemtechnik

Das 7. EU-Forschungsrahmenprogramm eröffnet deutschen For-schungseinrichtungen und Unternehmen zahlreiche Möglichkei-ten, mit Akteuren aus anderen Ländern auf europäischer und in-ternationaler Ebene zusammenzuarbeiten. Die Beratung zurAntragstellung und zur Durchführung von Projekten im 7. EU-For-schungsrahmenprogramm (RP7) wird durch die Nationalen Kon-taktstellen (NKS) gewährleistet. Das Netzwerk der NKS ist derwichtigste Ansprechpartner für Anleitung, praktische Informatio-nen und Hilfestellung zu allen Aspekten der Teilnahme am RP7.

NKS sind einzelstaatliche Einrichtungen, die von den Regierun-gen der 27 EU-Mitgliedstaaten und den assoziierten Ländern desRahmenprogramms eingerichtet und finanziert werden. Diese Na-tionalen Kontaktstellen bieten persönliche Unterstützung vor Ortund in der Sprache der potenziellen Teilnehmer an. Als Betreiberder Kontaktstellen fungieren zahlreiche unterschiedliche Akteure,angefangen von Ministerien bis zu Universitäten, Forschungszen-tren sowie speziellen Forschungsagenturen und auch privaten Be-ratungsunternehmen. Das Netz der Kontaktstellen ist europaweitin 18 thematische Netzwerke gegliedert, die den Themenberei-chen des Siebten Rahmenprogramms entsprechen. Die themati-schen Netzwerke unterstützen regionale Interessenten bei derUmsetzung wissenschaftlich und technologisch basierter Ent-wicklungen im Rahmenprogramm und bieten als Informations-partner regionalen Behörden, Forschungseinrichtungen und Un-ternehmen Dienstleistungen, Schulung und Informationen zumRahmenprogramm an.

Die VDI/VDE Innovation + Technik GmbH fungiert als nationaleKontaktstelle des Förderprogramms Mikrosystemtechnik. DieKontaktstelle Mikrosystemtechnik hat im Rahmen des Netzwerksder Kontaktstellen die Aufgabe, deutschen Teilnehmern (beson-ders KMU) den Zugang zu Projekten des Forschungsrahmenpro-gramms zu erleichtern und so zu ihrer intensiven Beteiligung aneuropäischen Projekten beizutragen. Zudem dient sie durch dieEinbindung in den direkten Informationsfluss der EU und durcheine Erkenntnisrückkopplung aus europäischen Projekten in dasBMBF und zur Europäischen Kommission der effizienten Interes-senvertretung für deutsche MST-Akteure auf europäischer Ebene.

Kontakt:�NKS MikrosystemtechnikThomas KöhlerE-Mail: thomas.koehler@vdivde-it.de

VDI/VDE Innovation + Technik GmbHTel.: 030 / 310078 0www.vdivde-it.de

Unterstützung kommerzieller Anwendung von Forschungser-gebnissen im Bereich der Mikrosysteme – COWIN

Europa braucht innovative mikrosystembasierte Produkte, um dieWettbewerbsfähigkeit im globalisierten Kontext zu gewährlei-sten. Die Spitzen-MST-Technologien, die unter den verschiedenenForschungsrahmenprogrammen der Europäischen Kommissionentwickelt wurden, stellen ein wesentliches Reservoir für die Ein-führung von hochwertigen Produkten in den Markt dar. Der Wegvon Forschungsergebnissen bis zur Markteinführung ist aller-dings steinig. Forschungseinrichtungen sind meistens nicht für dieVermarktung zuständig; der Industrie fehlen innovative und be-währte Technologien, die in Produkte umgesetzt werden können.

COWIN ist eine Unterstützungsmaßnahme, die im 7. EU-Rahmen-programm zur Optimierung der Vermarktung der Ergebnisse vonForschungsprojekten im Bereich der Miniaturisierten Smarten Sy-steme ins Leben gerufen wurde. COWIN untersucht in der Lauf-zeit von 3 Jahren etwa hundert EU-Projekte im Bereich der Mikro-und Nanosysteme und analysiert deren Ergebnisse im Hinblickauf Innovationsgrad, Industrietransfertauglichkeit, technologi-sche und Markt-Reife. COWIN unterstützt außerdem Projekt-partner bei der Identifizierung von Markt- und Anwendungs-potenzial, bei der Suche nach öffentlichen und privaten An-schlussfinanzierungen sowie nach passenden EU-Programmenfür weitere Entwicklungen. Spitzenforschungsergebnisse, die so-genannten „Gold Nuggets“ der europäischen Gemeinschaftsfor-schung, finden bei COWIN eine wesentliche Plattform für Förde-rung und Kontaktanbahnung mit industriellen Anwendern undEndnutzern.

Auf der anderen Seite unterstützt COWIN auch Industrieakteuredabei, EU-Ergebnisse, die einen konkreten Mehrwert und einMarktpotenzial darstellen, zu identifizieren und zu transferieren.Ziel ist es, die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie durch die Inte-gration von innovativen MST-Technologien zu erhöhen und ihneneinen Vorteil auf dem globalisierten Markt zu schaffen.

Kontakt:�COWINNicolas GouzeE-Mail: nicolas.gouze@vdivde-it.de

EPoSSPetra WeilerE-Mail: petra.weiler@vdivde-it.de

VDI/VDE Innovation + Technik GmbHTel.: 030 / 310078 0www.vdivde-it.de

7.2 Überregionale Technologieplattformen

105

„Die Plattform ist in der Lage, auf Trends angemessen zu reagieren“Interview mit Thomas Köhler zum EPoSS-Netzwerk

Was sind die wesentlichen Ziele von EPoSS (European Research Plat-form on Smart Systems Integration)? Wie sollen diese erreicht werden?

Ziele dieser industriegetriebenen politischen Initiative sind dieFestlegung des zukünftigen FuE-Bedarfs und die Ausgestaltungdes Europäischen Forschungsraums im Bereich der Smart Sy-stems Integration. Namhafte Industrieunternehmen aus mehre-ren europäischen Mitgliedsstaaten koordinieren F&E-Aktivitäten,entwerfen eine Vision für zukünftige Entwicklungen und legen inenger Abstimmung mit der Europäischen Kommission eine For-schungsagenda fest.

Welche Arbeitsgruppen und Themenschwerpunkte umfasst EPoSS?

Die Struktur der Plattform spiegelt die Hauptanwendungsgebietesmarter Systeme wider: Automotive, Aerospace, Medizintechnik,Sicherheit, Kommunikation und als sogenanntes Querschnitts-feld die Schlüsseltechnologien. Die Plattform ist in der Lage, aufwesentliche Trends und Veränderungen angemessen zu reagie-ren. So wird derzeit überdeutlich, dass es für Europa von grundle-gender Bedeutung ist, Fertigungskapazitäten in Schlüsselberei-chen vorzuhalten. Der entstehende Forschungsbedarf dafür imBereich Smart Systems wird zukünftig von einer speziellen Ar-beitsgruppe „Smart Systems for Manufacturing and Robotics“ de-finiert und gemeinsam bearbeitet.

Berlin-Brandenburg hat viele KMU. Können sich diese eine EPoSS-Mit-gliedschaft vom finanziellen und zeitlichen Aufwand her leisten? Gibtes zu erfüllende Mindestanforderungen?

Berlin und Brandenburg verfügen über zahlreiche innovative klei-ner und mittlerer Unternehmen, die smarte Systeme entwickelnund einsetzen. Für diese Unternehmen sind die Verfügbarkeit vonInformationen zu technologischen Trends, zur Marktentwicklungund zum Wettbewerbsgeschehen sowie die gleichberechtigte Ein-bindung in europäische Netzwerke überlebensnotwendig. Des-halb setzt die Frage nach den Kosten einen Akzent in die falscheRichtung. Die Möglichkeit, passgenaue Informationen direkt vonden „key playern“ zu erhalten, an aktuellen Industrieprojektenteilzuhaben und damit europaweite Netzwerke aufzubauen so-wie das Vertrauen potenzieller Kunden und Kooperationspartnerzu erwerben, das ist in Geld kaum aufzuwiegen. Es ist im Fall derPlattform z.B. zum Preis einer Kammer- oder Verbandsmitglied-schaft zu haben und damit, denke ich, auch für KMU nicht zu teu-er. Eine Mindestanforderung ist mit der Einbringung von eigenenIdeen die Entwicklung der smarten Systeme selbst mit voranzu-treiben.

Was empfehlen Sie KMU, die eine Mitgliedschaft bei EPoSS erwägen?Wie können sie von der Teilnahme am EPoSS-Netzwerk profitieren?

Getreu dem Leitspruch „es gibt nichts Gutes, außer man tut es“sollten interessierte KMU eine Mitarbeit in einer (oder mehreren)Arbeitsgruppen aktiv anstreben, sich in die Diskussionen zu neu-en Themen und Projekten einbringen und hier Erfahrungen sam-meln, ohne ihr Licht unter den Scheffel zu stellen.

Welche Inhalte und Anregungen gibt EPoSS dem kommenden achtenRahmenprogramm mit auf den Weg?

Auch an der Vorbereitung des neuen Rahmenprogramms „Hori-zon 2020“ hat sich EPoSS mit stark beachteten inhaltlichen Bei-trägen eingebracht. Eine Zusammenfassung dieser Vorschlägeund Anforderungen ist auf unserer Homepage veröffentlicht.

Das Interview führten Markus Wabersky und Arild Eichbaum

Thomas�Köhler�absolvierte das Studium der Elektrotechnik(Diplom-Ingenieur) an der Technischen Universität Dresden.Er ist seit 1977 auf dem Gebiet der Halbleitertechnologien tä-tig. Seit 1990 arbeitet er als technischer Berater und Expertefür Mikrosystemtechnik- und Halbleitertechnologie für dieVDI/VDE-IT GmbH. Seit 2004 ist er für die VDI/VDE-IT als Senior Manager im Bereich des Europäischen Technologie-transfers zuständig für die Nationale Kontaktstelle Mikrosy-stemtechnik. Er ist Mit-Initiator der europäischen Technolo-gieplattform „Smart Systems Integration“ (EPoSS).

7.3 Enterprise Europe Network Berlin-Brandenburg

106

Ihr Schlüssel zum europäischen Markt!

Ziel des Enterprise Europe Network (EEN) ist es, kleinen und mitt-leren Unternehmen (KMU) bei der Entwicklung ihres Innovati-onspotenzials zu helfen und ihnen die Wirtschafts- und Sozialpo-litik der Kommission näher zu bringen.

Diese im Februar 2008 eingeleitete Initiative der EU-Kommissionbietet den Unternehmen eine Anlaufstelle, in der sie Beratungund eine Vielzahl leicht zugänglicher Dienstleistungen in An-spruch nehmen können. Das Enterprise Europe Network reprä-sentiert 554 regionale Beratungsstellen in 44 Ländern.

Das Unterstützungsnetzwerk für Unternehmen wird seinen Kun-den bei der Suche nach Geschäftspartnern helfen, vor allem,wenn sie im Ausland tätig werden möchten. Es kann Besuche vorOrt arrangieren, die Bedürfnisse eines Unternehmens einschät-zen und Beratung zu verschiedensten Fragestellungen anbieten.Eine bewährte Datenbank verbindet die verschiedenen Trägeror-ganisationen, die in ständigem Austausch miteinander stehenund Angebot und Nachfrage zusammenführen. Die KMU erhaltenInformationen und auf sie individuell zugeschnittene Dienstlei-stungen.

Kooperationsbörse�des�EEN�auf�der�Laser�Optics�Berlin�© TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

Unterstützung beim Schritt zur internationalen Tätigkeit

Schätzungsweise eine Million europäische KMU könnten auch au-ßerhalb des eigenen Landes Handel betreiben und Investitionentätigen. Das Netzwerk wird dazu beitragen, dass Austauschpro-gramme zwischen Unternehmen und neue Ideen entwickelt, po-tenzielle Partnerschaften gefördert und Unternehmen zur Erwei-terung ihres Horizontes angeregt werden. Außerdem veranstaltetdas Netzwerk individuelle Abstimmungstreffen, bei denen Unter-nehmen vertrauenswürdige Partner finden können. Das Netz-

werk berät KMU in technischen Fragen, etwa in Bezug auf Rechtean geistigem Eigentum, Normen und EU-Rechtsvorschriften. Da-mit wird in einem ersten Schritte der Weg bereitet, sich auf denNachbarmärkten zu etablieren.

Förderung von Innovationen, neuen Produkten und Ge-schäftsmöglichkeiten

Das Enterprise Europe Network verhilft KMU zu mehr Innovatio-nen, denn der Austausch von Forschungsergebnissen kann denAnstoß zu neuen Ideen und Möglichkeiten geben.

So wird beispielsweise die Zusammenarbeit mit Netzwerk- undProjektverbünden sowie Clusterinitiativen verbessert, indemganz unterschiedliche innovationsbezogene Tätigkeiten bessergebündelt werden. Der Zugang zu neuartigen Technologien hilftden KMU dabei, sich im globalen Wettbewerb mit innovativenProdukten und Dienstleistungen zu behaupten. Zum Servicean-gebot des EEN gehören dabei u.a. Kooperationsbörsen auf inter-nationalen Messen und Kongressen sowie eine individualisierteVermittlung von Kooperationspartnern aus Forschung und Indu-strie.

Hilfe beim Zugang zu EU-Projekten und Finanzierungsmög-lichkeiten

Für Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen inBerlin und Brandenburg bieten Finanzierungsprogramme der EU,wie z.B. das 7. Forschungsrahmenprogramm, eine ausgezeichne-te Möglichkeit, die Marktchancen und Wettbewerbsvorteiledurch Kooperationen mit exzellenten Partnern in Europa zu erhö-hen. Im Bereich der Optischen Technologien und der Mikrosy-stemtechnik hat diese Förderung schon mehrere erfolgreiche Pro-dukte und Ergebnisse zu Tage gefördert. Einen erheblichen Anteilan diesen Erfolgen haben die sogenannten „sector groups“, the-matische Arbeitsgruppen, die eine Art Koordinierungsgremiumfür europaweite Aktivität in bestimmten Technologiefeldern bil-den.

Unter der Internetadresse www.een-bb.de finden Sie weitere In-formationen und Hinweise.

Kontakt:Gerrit RösslerTSB Innovationsagentur Berlin GmbHTel.: 030 / 46302 456E-Mail: roessler@tsb-berlin.de

7.4 Laser Optics Berlin und microsys berlin

107

Die Schaufenster der Region

Neue Plattform für Schnittstellen zwischen Optischen Tech-nologien und Mikrosystemtechnik

Die Branchentreffs Laser Optics Berlin und microsys berlin findenab 2012 unter einem Dach statt. Damit gibt es in der deutschenMesselandschaft erstmalig eine Businessplattform, auf der dieSchnittstellen zwischen Optischen Technologien und Mikrosy-stemtechnik repräsentativ abgebildet werden.

Vom regionalen Branchentreffpunkt zur internationalen Platt-form

Im vergangenen Jahr gehörte die Mikrosystemtechnik zum erstenMal auch zu den thematischen Schwerpunkten der Laser OpticsBerlin. So fand zu diesem Thema ein eintägiger Fokusworkshopstatt, eine Kooperation zwischen dem Fraunhofer-Institut für Zu-verlässigkeit und Mikrointegration (IZM), dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) unddem Zentrum für Mikrosystemtechnik Berlin (ZEMI).

Die microsys berlin hat sich seit 2001 vom regionalen Branchen-treffpunkt zu einer international ausgerichteten Plattform für Un-ternehmen und Forschungseinrichtungen aus der Mikrosystem-technik entwickelt. Sie ist ein Gemeinschaftsprojekt unter derLeitung TSB Innovationsagentur Berlin GmbH und wurde im Jahr2009 in Kooperation mit dem MikroSystemTechnik Kongress desVDE und des BMBF ausgerichtet.

Mikrosystemtechnik in Ausstellung und Rahmenprogramm

Intelligente Funktionen, die auf Mikrosystemtechnik basieren, ha-ben in vielen Anwendungen und Geräten Einzug in unseren Alltagerhalten. Dazu gehören Handykameras und persönliche digitaleAssistenten ebenso wie adaptive Sicherheitssysteme und dieSelbstkontrollfunktion in Autos. Diese Entwicklungen werden sichauch auf der nächsten Laser Optics Berlin in Ausstellung und Rah-menprogramm widerspiegeln.

Neben der Ausstellung bildet der Internationale Kongress einewichtige Säule des Veranstaltungskonzepts der Laser Optics Ber-lin.

Kooperation mit Optical Society of America

Diesen internationalen Kongress richtet im März 2012 erstmalsdie renommierte Optical Society of America (OSA) aus. Er wirdaus drei Einzelkonferenzen bestehen, die aktuelle Forschungsfel-der der Optischen Technologien zum Gegenstand haben. Themensind Laser zur Erzeugung hoher und höchster Lichtintensitäten,Fragestellungen der Quanteninformationsverarbeitung und dieultraschnelle Dynamik molekularer und kristalliner Strukturen.

Neben Moderatoren aus den USA, Kanada, Frankreich, derSchweiz und Österreich ist auch Prof. Dr. Thomas Elsässer, Direk-tor am Berliner Max-Born-Institut, aktiv an der Kongressgestal-tung beteiligt. Professor Elsässer: „OSA-Kongresse gehören zuden führenden Veranstaltungen im Bereich der Optischen Tech-nologien und erzeugen eine hohe Aufmerksamkeit und Sichtbar-keit. Dies wird dem Messeteil der Laser Optics Berlin direkt zugute kommen und erschließt auch für die Aussteller neues Pu-blikum.“

Fachforen bilden die dritte Säule des Konzepts der Laser OpticsBerlin. In diesen Foren geht es um spezielle Anwendungsbereicheund Technologien, außerdem finden Branchenmeetings, Recrui-tingtage sowie Weiterbildungsevents statt.

Nächste Laser Optics Berlin vom 19. bis 21. März 2012

Die Laser Optics Berlin – Internationale Fachmesse und Kongressfür Optische Technologien und Lasertechnik – findet alle zwei Jah-re statt. In diesem Jahr hat der Branchentreff in den Messehallenam Berliner Funkturm vom 19. bis 21. März geöffnet.

Weitere Informationen unter www.laser-optics-berlin.de.

Kontakt:Kerstin Kube-ErkensMesse Berlin GmbHTel.: 030 / 3038 2056E-Mail: kubeerkens@messe-berlin.de

Impressionen�von�der�Laser�Optics�Berlin�© Messe Berlin GmbH

Prof. Dr. Klaus-Dieter Lang, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeitund Mikrointegration (IZM)

Dr. Bernd Ludwig, WISTA MANAGEMENT GMBH

Dr. Frank Lerch, Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bun-deswehr Hamburg

Joachim Mertens, OABB e.V.

Dr. Uwe Netz, Laser- und Medizin-Technologie GmbH, Berlin

Dr. Helge Neumann, WISTA MANAGEMENT GMBH

Prof. Dr. Ulrich Panne, BAM Bundesanstalt für Materialforschungund -prüfung

Harald Pötter, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mi-krointegration (IZM)

Prof. Dr. Herbert Reichl, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeitund Mikrointegration (IZM)

Dr. Thomas Ritschel, Universität Potsdam

Gerrit Rössler, TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

Dr. Martin Schell, Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik,Heinrich-Hertz-Institut (HHI)

Dr. Martin Schneider-Ramelow, Fraunhofer-Institut für Zuverläs-sigkeit und Mikrointegration (IZM)

Dr. Henning Schröder, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit undMikrointegration (IZM)

Prof. Dr. Eberhard Stens, TSB Innovationsagentur Berlin GmbH

Markus Wabersky, m.wabersky projektberatung

Robert Wagner, Freie Universität Berlin

Karl-Friedrich Becker, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit undMikrointegration (IZM)

Hubert Beyerle, Journalist

Oswin Ehrmann, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mi-krointegration (IZM)

Arild Eichbaum, m.wabersky projektberatung

Prof. Dr. Norbert Esser, Leibniz-Institut für Analytische Wissen-schaften – ISAS – e.V.

Andreas Feldo, Photonik BB e.V.

Doreen Friedrich, Zentrum für Mikrosystemtechnik Berlin (ZEMI)

Manfred Gutzmer, STATTwerke Consult GmbH

Dr. Maik Hampicke, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit undMikrointegration (IZM)

Dr. Eckart Hoene, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mi-krointegration (IZM)

Nicolas Hübener, Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut fürHöchstfrequenztechnik (FBH)

Prof. Dr. Heinz-Wilhelm Hübers, Deutsches Zentrum für Luft- undRaumfahrt e.V. (DLR)

Jörg Israel, WISTA MANAGEMENT GMBH

Prof. Dr. Klaus Jacobs, Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institutfür Höchstfrequenztechnik (FBH)

Prof. Dr. Birgit Kanngießer, Technische Universität Berlin

Kai Kolwitz, Journalist

Katharina Kunze, Zentrum für Mikrosystemtechnik Berlin (ZEMI)

Autoren

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8 Autoren/Literatur

Porter, M.E. (1985): Competitive advantage: Creating and sustai-ning superior performance. New York u.a.: Free Press.

Porter, M. (1990): The competitive advantage of nations, NewYork 1990

Statistisches Amt von Groß-Berlin (1947): Ergebnisse der Arbeits-stättenzählung in Berlin vom 12.08.1945. Mitteilungen aus Ver-waltung und Wirtschaft, Sonderheft 2, Berlin 1947

TSB Innovationsagentur Berlin GmbH (2010): Lasertechnik Berlin-Brandenburg. Report 2010. Berlin Adlershof.

TSB Innovationsagentur Berlin GmbH (2008): Optische Technolo-gien und Mikrosystemtechnik Berlin-Brandenburg. Report2008/2009. Berlin Adlershof.

Yole Développement (2011): UV-LED. Internet: http://www.i-mi-cronews.com/reports/UV-LED/199/

Zaun, J. (2002): Innovationen im optischen und feinmechani-schen Instrumentenbau. Der Einfluss der Wissenschaft auf die In-strumentenentwicklung im 19. Jahrhundert. In: Technikgeschich-te 69 (3), S. 207 – 222

Heybrock, E./Brinkmann, U. (2000): Die deutsche Agenda opti-sche Technologien für das 21. Jahrhundert. Düsseldorf: VDI Tech-nologiezentrum.

Heybrook, E./Märten, O./Prasse, H./Röhrig, R./von Schaewen, J.(2002): Förderprogramm Optische Technologien. Optische Tech-nologien – Made in Germany. BMBF Programm. Bonn.

Hornauer, U. (2002): Potenzial der optischen Technologien in Ber-lin. Berlin: OpTecBB e.V.

Jansen, D. (2003): Einführung in die Netzwerkanalyse: Grundla-gen, Methoden, Forschungsbeispiele. 2., erw. Aufl., Opladen: Les-ke+Budrich.

Krätke, S./Scheuplein, C. (2001): Produktionscluster in Ost-deutschland. Methoden der Identifizierung und Analyse. Ham-burg: VSA-Verlag.

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Lerch, F. (2009): Netzwerkdynamiken im Cluster: Optische Tech-nologien in der Region Berlin-Brandenburg. Online-Dissertationder Freien Universität Berlin.

OpTecBB e.V./ZEMI (2010): Bildungsatlas „Optische Technologienund Mikrosystemtechnik in Berlin und Brandenburg“. Berlin.

Literatur

109

8 Autoren/Literatur

porären Stand eines kontinuierlichen Arbeitsprozesses ab. Ob-wohl bei der Zusammenstellung der Informationen größte Sorg-falt angewandt wurde, kann die TSB Innovationsagentur BerlinGmbH für die Aktualität, Richtigkeit oder Vollständigkeit keineGewähr übernehmen.

In keinem Fall kann die TSB Innovationsagentur Berlin GmbH füretwaige Schäden irgendwelcher Art verantwortlich gemacht wer-den, die durch die Benutzung oder im Zusammenhang mit der Be-nutzung der hier bereitgestellten Informationen entstehen, seienes direkte oder indirekte Schäden bzw. Folgeschäden einschließ-lich entgangenen Gewinns.

Die TSB Innovationsagentur Berlin GmbH dankt allen Beteiligtenfür die Mitarbeit zu diesem Clusterreport, einschließlich für dieBereitstellung des Bildmaterials. Die Auswahl der portraitiertenUnternehmen und Forschungseinrichtungen ist exemplarisch fürdie Region und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Alle Angaben ohne Gewähr.

Redaktionelle Leitung:

Gerrit Rössler

Projektassistenz:

Florian Oswald, Elisa Radtke

Layout + Graphik:

Heike Rusch, Markus Wabersky

Druck:

Druckerei Hermann Schlesener KG

Bildnachweis:

Titelbild: Lasermaterialbearbeitung am Institut für Optik undAtomare Physik (IOAP) © Ulrich Dahl-Pressestelle der Technischen Universität Berlin

Berlin, Februar 2012

Impressum

CLUSTERREPORT OPTIK

Optische Technologien und Mikrosystemtechnik in Berlin undBrandenburg

Herausgeber

Herausgeber dieses Reports ist die TSB Innovationsagentur BerlinGmbH

TSB Innovationsagentur Berlin GmbHBereich OptikBereichsleiter Prof. Dr. Eberhard StensFasanenstraße 8510623 Berlin

Vertretungsberechtigter GeschäftsführerDr. Adolf M. Kopp

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Mit freundlicher Unterstützung derZukunftsAgentur Brandenburg GmbHSteinstraße 104 – 10614480 Potsdam

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Wir weisen darauf hin, dass das Urheberrecht sämtlicher Texteund Grafiken in diesem Report bei den Autoren, vertreten durchden Herausgeber, liegt. Die begründeten Urheberrechte bleibenumfassend vorbehalten. Jede Form der Vervielfältigung z.B. aufdrucktechnischem, elektronischem, optischem, photomechani-schem oder ähnlichem Wege – auch auszugsweise – bedarf derausdrücklichen, schriftlichen Einwilligung sowohl des Herausge-bers als auch des jeweiligen Autors der Texte und Grafiken.

Inhalt

Für die Inhalte der redaktionellen Beiträge kann der Herausgeberkeine Gewähr übernehmen. Diese Buchausgabe bildet den tem-

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9 Impressum

Notizen

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Notizen

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Notizen

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Anhang: CD mit Kontaktdaten und Profilen von Unternehmen und Forschungseinrichtungen

Mikrooptik und Mikrooptische Systeme

In Verbindung mit:

Research in Optical Science:OSA Optics and Photonics Congress

Kongress-Veranstalter:

Internationale Fachmesse und Kongress

19. – 21. März 2012www.laser-optics-berlin.de

Max-Born-Institut

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Optische Technologien und Mikrosystemtechnik

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