FEMTONIK – Nutzung ultraschneller Phänomene

Am 17. Juni 2009 präsentiert der BMBF-Projektverband (Bundesministerium für Bildung und Forschung) FEMTONIK im Rahmen der Messe LASER World of Photonics in München erstmalig einer breiten Öffentlichkeit die zahlreichen, zum Teil Bahn brechenden Ergebnisse der Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Ultrakurzpulstechnologie für industrielle und medizinische Anwendungen.

Innovative Lasertechnik eröffnet zunehmend neue Möglichkeiten in der industriellen Produktion, der Medizin und den Lebenswissenschaften. In modernen Produktionsprozessen übernehmen Laser heute eine Schlüsselrolle. So können im Automobil- und Flugzeugbau verstärkt Leichtbaukonstruktionen eingesetzt, Schweißverbindungen verbessert und Bearbeitungsgeschwindigkeiten erhöht werden. Zudem ergeben sich aus den wachsenden Ansprüchen an Qualität und Leistungsfähigkeit Anforderungen an die Fertigungstechnik, die häufig von klassischen Verfahren nicht mehr erfüllt werden können. Reduzierter Materialeinsatz bei verbesserter Stabilität und Belastbarkeit ist dabei nur ein entscheidendes Kriterium. Der Laser schafft die Voraussetzungen für eine wirtschaftliche und umweltschonende Produktion. Dank ihrer Vielseitigkeit, die von der Materialbearbeitung über die Messtechnik bis hin zu Anwendungen in der Medizin und den Lebenswissenschaften reicht, sind Laser ein wichtiger Schrittmacher für andere Branchen.

Deutschland nimmt eine starke Stellung am Weltmarkt ein: Etwa 40 Prozent der weltweit verkauften Strahlquellen und 20 Prozent der Lasersysteme für die Materialbearbeitung stammten im Jahre 2006 aus Deutschland. Die Exportquote beträgt etwa 70 Prozent – deutsche Laserhersteller sind Ausrüster der Welt! Um diese Stärke zu erhalten und auszubauen engagiert sich das Bundesministerium für Bildung und Forschung in vielfältigen Fördermaßnahmen.

Ultrakurze Laserpulse mit Pulsdauern zwischen 10 Pikosekunden (ps) und einigen Femtosekunden (fs) eröffnen völlig neuartige Möglichkeiten der Laserapplikation, etwa durch einen hochpräzisen, kalten Abtrag in der Mikromaterialbearbeitung oder die minimalinvasive Hornhautchirurgie. Die im Jahr 2004 durch das BMBF gestartete Förderinitiative „FEMTONIK – Nutzung ultraschneller Phänomene“ unterstützt Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Ultrakurzpulstechnologie. Neun industriegeführte Verbundprojekte wurden bei der kooperativen Forschung von Wirtschaft und Wissenschaft bis Mitte 2009 mit 24 Mio. € gefördert.
Die Themen der einzelnen Projekte reichen von der Erzeugung der ultrakurzen Laserpulse bis hin zu deren Anwendung in Medizin und Industrie. Neuartige Konzepte zur Erzeugung ultrakurzer Laserpulse wurden erarbeitet und umgesetzt. Hierbei wurden sowohl Hochleistungsdiodenlaser als auch Oszillatoren und Verstärker auf Faser- und Scheibenbasis untersucht. Eine wichtige Rolle nimmt auch die effiziente Materialbearbeitung und deren prozesstechnische Absicherung ein. Hier liegt der Fokus bei der mit den ultrakurzen Laserpulsen erzielbaren besonders hohen Präzision des Abtrags, die zusätzliche Nachbearbeitungsschritte erübrigt.
Für die ultrakurzen Laserpulse mit ihren extrem hohen Spitzenleistungen wurden optische Komponenten und deren Beschichtung erforscht und realisiert, die diesen außergewöhnlichen Anforderungen gewachsen sind.
Für medizinische Anwendungen wurde der Einsatz der Femtosekundentechnologie zur schmerzfreien und minimalinvasiven Kariestherapie, zur Fertigung von Zahnersatz aus hochfesten Dental-Keramiken und zur laserbasierten Stimulation neuartiger Röntgenröhren erforscht. Für die hochpräzise und schädigungsarme Mikrochirurgie wurde ein „Sehendes Skalpell“ realisiert, das eine Echtzeitüberwachung des operativen Eingriffs mittels ultrakurzer Laserpulse etwa im Auge oder an den Stimmlippen erlaubt.

Die Ergebnisse der Verbünde aus namhaften Firmen und renommierten Forschungseinrichtungen können sich sehen lassen. Bei der Robert Bosch GmbH konnte beispielsweise auf der Basis der Ergebnisse des geförderten Vorhabens die Ultrakurzpulstechnologie bis zur Einführung in der industriellen Serienfertigung weiterentwickelt werden, was im Jahr 2008 mit dem Berthold Leibinger Innovationspreis ausgezeichnet wurde.

Das Programm der Veranstaltung am 17. Juni 2009 in München sowie weitere Informationen finden Sie auf der Homepage des Projektverbands FEMTONIK.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Friedrich Dausinger
Dausinger+Giesen GmbH
Rotebühlstraße 87
70178 Stuttgart
Tel.: 0711/907060-550
Fax: 0711/907060-99
E-Mail: dausinger@dausinger-giesen.de