Fakultätsbericht 2016-2017 der Physikalisch-Astronomischen Fakultät

Forschung — 33 Das 2016 eröffnete »Leistungszentrum Photonik« ist eine gemeinsame Initiative des Fraunhofer IOF, der FSU Jena, den Leibniz-Instituten HKI und IPHT sowie dem Helmholtz-Institut Jena. Die nächste Entwicklungs- stufe der Photonik ist durch intelligente Systemlösungen gekennzeichnet. Die zuneh- mende Verschmelzung mit der Halbleitertechnik führt vor al- lem zu einer smarten Vernet- zung und Systemintegration der Einzelkomponenten und damit zu einem problemlösen- den Ganzen. Dazu entwickelt das Zentrum Lösungen mit Licht und fördert deren An- wendung in Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft, indem es anwendungsorien- tierte Forschung und Innovati- onen mit exzellenter Grundla- genforschung verknüpft. Konkret werden optomechani- sche Systeme für Großfor- schungsprojekte wie verlustar- me Spiegel für die Gravitati- onswellenastronomie, hoch- wertige Spektrometer, Instru- mente mit Arbeitswellenlängen im Bereich des Wasserfensters oder auch Hochleistungslaser für Teilchenbeschleuniger ent- wickelt. Weitere Kernthemen sind: Faserlaser und ihre An- wendungen, Hochdynamische optische Sensorik, Projektions- und Abbildungs- systeme der nächsten Genera- tion, optische Instrumentie- rung vom EUV-MIR in den Be- reichen Umwelt und Biologie, Manipulation, Präparation und Konditionierung von organi- schen und anorganischen Mik- ro- und Nanopartikeln durch Licht sowie Basistechnologien für optische Instrumentierung. Die Fraunhofer Graduierten- schule für Angewandte Physik ist dabei ebenso Bestandteil, wie das Fasertechnologiezent- rum mit einem der leistungsfä- higsten Faserziehtürme der Welt. Forschungsprojekt 3Dsensation - Die Realisierung einer neuartigen Mensch-Maschine-Interaktion Leistungszentrum Photonik, Jena Bis heute wurde das adressierte Forschungs- feld der Mensch-Maschine-Interaktion nur punk- tuell erschlossen. 3Dsensation strebt eine ganz- heitliche Lösung an, um möglichst vielfältige Sy- nergien zu nutzen und eine schnelle und breit gefächerte Durchsetzung der neuen Technolo- gien in Wirtschaft und Gesellschaft zu erreichen. Dies bedingt eine grundlegende Analyse und Be- arbeitung komplexer Szenarien der hieraus er- wachsenden transdisziplinären Herausforderun- gen. Maschinen werden so zu situativ agierenden Partnern und personalisierten Assistenten des Menschen. Durch diese neue Form der Interakti- on schafft 3Dsensation den Zugang zu Lebens- und Arbeitswelten unabhängig von Alter und kör- perlicher Leistungsfähigkeit. Eine zentrale Her- ausforderung ist dabei die Echtzeitfähigkeit bei hohen Datenvolumina. Die Systeme müssen in der Lage sein, die Daten ohne wahrnehmbare Verzögerung aufzunehmen, zu verarbeiten und entsprechende Aktionen einzuleiten. Für alle Schritte dieser Prozesskette sind neue technolo- gische und methodisch/algorithmische Qualitä- ten erforderlich, vor allem aber die transdiszipli- näre Vernetzung der Wissenschaftsfelder Phy- sik/Optik, Mathematik/Informatik, Elektrotech- nik/Systemtechnik, Kreativ- und Kognitionswis- senschaften. Beteiligt sind aktuell 20 For- schungsinstitute und über 40 Unternehmen, was "Cross Border Synergien", Innovationskraft sowie eine schnelle Marktdurchdringung der neuen Technologien fördert. Innerhalb dieser Allianz forscht das IAP mit dem Fraunhofer IOF an drei Projekten zusam- men: Hyper 3D - Hochdynamische 3D-Sensorik in erweiterten Spektralbereichen, 3D-SWIR - Augen- sichere 3D-Messtechnik im SWIR und 3Dtrans- form. Letzteres zielt darauf ab, grundlegende Ergebnisse aus der Quantenoptik, der Nanooptik und der nichtlinearen Optik im Rahmen der opti- schen Sensorik und Bildgebung zu nutzen, um neue Lösungen für z.B. dreidimensionale und multispektrale Bildgebung, quantenverstärkte Sensorik und nichtlineare volloptische Signalver- arbeitung zu finden.