Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

Optische Technologien - Mit Licht in die Zukunft

Die Optischen Technologien stehen für Wachstum und wirtschaftlichen Erfolg "made in Germany". Dies bedeutet Wettbewerbsfähigkeit, Wirtschaftswachstum und Arbeitsplätze in Deutschland. Das BMBF unterstützt die Optischen Technologien durch umfangreiche Fördermaßnahmen. Um die verschiedenen Nutzungsformen ist ein Hochtechnologiezweig entstanden, der viele Innovationen hervorgebracht hat. In vielen Anwendungsgebieten gehört Deutschland zur Weltspitze.

Licht kann weit mehr als Räume erhellen: Vom Scanner an der Ladenkasse bis zum Einsatz des Lasers in der Autoindustrie, die technische Nutzung von Licht gehört heute zum Alltag, vielfach in Verbindung mit Elektronik. Licht verfügt wie kein anderes derzeit nutzbares Medium über eine Vielfalt einzigartiger Eigenschaften. Licht lässt sich bis auf den millionsten Teil eines Millimeters - das ist ein Nanometer - bündeln. In dieser Größenordnung lassen sich mit Hilfe eines Lasers Worte auf ein Haar schreiben. Licht ermöglicht kürzeste Pulse im Bereich einer billiardstel Sekunde - einer Femtosekunde. In einem solchen Bruchteil einer Sekunde kann man in einem Laserstrahl eine Leistung von Millionen von Megawatt bündeln, was dem Tausendfachen der Leistung eines modernen Kraftwerks entspricht.

Im Licht liegt auch die Zukunft: Expertinnen und Experten sprechen schon von leuchtenden Tapeten, von Telefonen, bei denen der Gesprächspartner als 3D-Hologramm erscheint oder vom Autolack, der per Knopfdruck seine Farbe ändert.

Innovationschancen für Deutschland - "Licht schafft Arbeitsplätze"

Optische Technologien sind Schrittmachertechnologien für die moderne Wirtschaft und Gesellschaft. Sie bewirken wichtige Innovationen in Bereichen wie dem Maschinen-, Automobil-, Schiff- und Flugzeugbau, der Mikroelektronik, der Beleuchtung sowie der Pharma- und Medizinproduktindustrie, in denen Deutschland Kernkompetenzen hat.

In Deutschland hängen schon heute etwa 16 Prozent der Arbeitsplätze im verarbeitenden Gewerbe mittelbar oder unmittelbar von den Optischen Technologien ab. Dies entspricht etwa einer Million Beschäftigten. Direkt beschäftigt im Bereich der Optischen Technologien sind etwa 110.000 Menschen vor allem bei Laserherstellern, Herstellern optischer Komponenten und Systeme sowie in der Beleuchtungsindustrie. Allein die rund 1.000 mittelständischen Unternehmen in den Optischen Technologien mit ihren 36.000 Arbeitsplätzen erwarten einen Zuwachs der Beschäftigten von über 40 Prozent bis zum Jahr 2010. Die Optischen Technologien stellen damit für den Wirtschaftsstandort Deutschland einen enorm wichtigen Wirtschaftszweig dar.

"Weltweit Spitze mit Forschungsförderung"

Seit Ende der 80er Jahre hat sich Deutschland zu einem Weltmarktführer in vielen Gebieten der Lasertechnik entwickelt: Bei den Laserstrahlquellen für die industrielle Fertigung hat sich unser Land vom Importeur heute zum Exportweltmeister mit einem Weltmarktanteil von 40 Prozent gemausert. Einen wesentlichen Beitrag dazu leistete die konsequente Förderpolitik. Das BMBF hat Projekte zu Lasertechnik und Optischen Technologien von 1987 bis 2004 mit über 770 Millionen Euro unterstützt.

Nachdem die Forschung die umfassende technische Beherrschung der vielfältigen und einzigartigen Eigenschaften des Lichts möglich gemacht hat, werden gegenwärtig neuartige technologische Herausforderungen und Chancen sichtbar. Um das Feld der Optischen Technologien in seiner ganzen Breite zu erschließen, initiierte das BMBF in den Jahren 1999/2000 einen industriegeführten Strategieprozess zur Gestaltung und Nutzung dieses Wirtschaftsgebietes. Die Ergebnisse mit über 100 Handlungsempfehlungen an Wirtschaft, Wissenschaft und Staat sind in der Deutschen Agenda "Optische Technologien für das 21. Jahrhundert" zusammengefasst. Auf Bundesebene ist unmittelbar nach dem Agendaprozess mit der Umsetzung vordringlicher Maßnahmen zur Stärkung der Optischen Technologien in Deutschland begonnen worden. Im Frühjahr 2002 startete das Förderprogramm "Optische Technologien - Made in Germany". In dessen Rahmen stellt das BMBF zunächst bis zum Jahr 2006 rund 280 Millionen Euro bereit. Neben Maßnahmen zur Erschließung neuer Technologien mit besonderer Hebelwirkung für Wachstum und Beschäftigung sieht das Förderprogramm auch innovationspolitische Maßnahmen vor. So entstanden inzwischen neun Kompetenznetze zu den Optischen Technologien. Insgesamt mehr als 400 Firmen, zumeist kleine und mittelständische Unternehmen, engagieren sich inzwischen in diesen lokalen Netzwerken.

Aktuelle Highlights

Die aktuellen Highlights der BMBF-Förderung umfassen einen weiten Bereich der Optischen Technologien:

• Die Femtonik eröffnet mit ultrakurzen Laserpulsen bisher ungekannte Möglichkeiten in der Materialbearbeitung und der Medizin. Eine schmerzfreie Behandlung von Karies rückt damit in greifbare Nähe.
• Hochleistungs-Diodenlaser liefern besonders effizient Laserlicht für Anwendungen in der Fertigungstechnik, der Druck- und Medizintechnik.
• Die Biophotonik, die mit Hilfe neuer lichtbasierter Techniken tiefgehende Einblicke in Zellen und ihre Lebensvorgänge gewährt und dadurch Krankheiten vorbeugen und heilen will, geht bereits in ihre dritte Förderphase. Eine wirksame Tumorfrüherkennung ist eines der Ziele.
• Organische Leuchtdioden sind als energiesparende und flexibel einsetzbare Lichtquellen besonders viel versprechend. Das BMBF hat hierzu eine neue Förderinitiative gestartet.
• In der Organischen Photovoltaik geht es um die Gewinnung von Strom aus flexiblen Folien aus organischen Materialien. Auch hierzu hat das BMBF eine Förderinitiative gestartet.

Von herausragender Bedeutung sind auch Bildungsinitiativen, denn auf dem noch jungen Gebiet der Optischen Technologien fehlt es an qualifiziertem Nachwuchs. Daher ist es wichtig, Information und Wissen in Schulen, Betrieben, Universitäten und Weiterbildungseinrichtungen verfügbar zu machen, Faszination zu vermitteln und das Interesse der breiten Öffentlichkeit zu wecken. Dazu hat das BMBF die Gemeinschaftskampagne "FaszinationLicht" ins Leben gerufen.

• 

  Aus dem Themenbereich Forschung

  Neuer Weltrekord: Wirkungsgrad organischer Solarzellen auf 5,9% erhöht

  Organische Solarzellen haben gegenüber ihren großen Brüdern, den Verbindungshalbleiter- und Siliziumsolarzellen einen enormen Vorteil: Sie sind besonders dünn, leicht und flexibel. Somit erschließt sich ihnen ein extrem weit reichendes Marktfeld. In Zukunft jedenfalls, wäre da nicht noch eine entscheidende Herausforderung. Der niedrige Wirkungsgrad von bisher höchsten 5,4% auf einer Fläche von über 1 cm² und die geringe Lebensdauer verhinderten bisher die flächendeckende Markteinführung.  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/13764.php)
   
  

• Aus dem Themenbereich Ministerium

  Dritte "ERA-SPOT"-Ausschreibung zur transnationalen Projektförderung in den Optischen Technologien veröffentlicht

  Bereits seit 2005 arbeiten Förderorganisationen und Ministerien aus Deutschland, Frankreich, Irland, Österreich, Slowenien und Schweden in dem EU-geförderten Projekt ERA-SPOT "Strengthen Photonics and Optical Technologies for Europe" zusammen, um gemeinsame Forschungs- und Förderungsaktivitäten in den Bereichen "Photonik und Optische Technologien" in Europa zu entwickeln bzw. zu erproben. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/13348.php)
   
  

• Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Zwischenaudit zur Projektförderung in den Optischen Technologien

  Das Förderprogramm Optische Technologien des BMBF (Laufzeit 2002 bis 2012) hatte 2007 Halbzeit - Gelegenheit für eine kritische Analyse. Hierzu wurde von der Wissenschaftlichen Vereinigung Lasertechnik (WLT) unter Beteiligung der Wirtschaftsverbände VDMA, ZVEI, Spectaris und VDI ein Zwischenaudit unter Einbeziehung der bisherigen Antragsteller durchgeführt, dessen durchweg positive Ergebnisse nunmehr vorliegen - ein Beispiel ist die hohe Beteiligung von KMU an der Förderung von Unternehmen von ca. 50 %. Die Schlussfolgerungen werden vom BMBF für die weitere Ausgestaltung des Programms genutzt. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/12532.php)
   
  

• Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Marktstudie zu Optischen Technologien

  Die BMBF-Marktstudie beleuchtet einen leistungsstarken Industriezweig: In Deutschland wurden 2005 Produkte der Optischen Technologien im Wert von 16,3 Mrd. Euro hergestellt, in den Export gingen 65%, in einigen Bereichen über 80%. Die Hersteller wenden 9,7% ihres Umsatzes für Forschung und Entwicklung auf. Von den über 100.000 Beschäftigten des Industriezweiges sind 21% mit einer Hoch- oder Fachhochschulausbildung qualifiziert, mehr als doppelt so viel wie im übrigen produzierenden Gewerbe. Bis zum Jahr 2015 erwartet die Branche weltweit ein durchschnittliches jährliches Wachstum von 7,6%, das sie in Deutschland noch übertreffen will. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/10778.php)
   
  
• 

  Aus dem Themenbereich Forschung

  Organische Photovoltaik - Kunststoffe für Strom aus Licht

  Strom aus Kunststoff-Solarzellen ist Ziel der neuen Forschungsinitiative von BMBF und Industrie. Dabei sollen Solarzellen entwickelt werden, die billiger, vielseitiger, großflächiger und leichter sind als die herkömmlichen anorganischen Bauelemente auf Siliziumbasis. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/10413.php)
   
  

• Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Faszination Licht - Innovation braucht Menschen

  Was ist Reflektion? Wie funktioniert ein Laser und wie lassen sich Laserpulse formen? Die Bildungsinitiative "FaszinationLicht" des BMBF will die Grundlagen der Optischen Technologien für Jugendliche auf spielerische Weise vermitteln. Im Internet und bei einer Wanderausstellung lassen sich virtuelle und reale Experimente aus der Optik durchführen. So macht die Inititative junge Menschen auf ein wichtiges Zukunftsfeld mit attraktiven Berufsaussichten aufmerksam. Strategische Kooperationen mit Partnern im Bildungsbereich helfen zudem bei zielgerechter Aus- und Weiterbildung, die den Anforderungen der Unternehmen und Mitarbeiter entspricht. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3608.php)
   
  

• Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Europäische Technologieplattform "Photonics21" gegründet

  Zur Intensivierung der Kooperation auf europäischer Ebene sowie zur Festigung und Verbesserung der technologischen Wettbewerbsfähigkeit gründeten mehr als 60 europäische Firmen und Forschungseinrichtungen am 01.12.2005 in Brüssel die Europäische Technologie-Plattform (ETP) "Photonics21". mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/5681.php)
   
  

• Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Biophotonik - Licht für das Leben

  Licht hat das Potenzial, die Ursprünge von Krankheiten zu erkennen, ihnen vorzubeugen oder sie frühzeitig und schonend zu heilen. Im Rahmen des Forschungsschwerpunkts Biophotonik unterstützt das BMBF zahlreiche Projekte, die mit optischen Mitteln Krankheiten auf die Spur kommen wollen. Mit Hochdruck arbeiten Forscher und Forscherinnen an Methoden, um die Ursachen für Krankheiten wie beispielsweise Krebs oder Infektionen zu finden oder die Behandlung von Allergien zu verbessern. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3597.php)
   
  

• Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Femtonik - mit kürzesten Impulsen heilen und produzieren

  Wer hätte nicht gern eine völlig schmerzfreie Kariesbehandlung? Mit der Femtonik wird es möglich! Hitze und Erschütterungen verursachen die Schmerzen beim Bohren. Beides lässt sich mit ultrakurzen Laserpulsen vermeiden. Doch dies ist nur eine der vielfältigen Anwendungen der Femtonik. Der Femtosekunden-Laser ermöglicht Materialbearbeitung mit Nanometer-Präzision. Bei Dieselmotoren und jetzt auch bei Benzinern lassen sich durch Femtosekunden-Laser die Laufleistung des Motors erhöhen, der Verbrauch und die Umweltbelastung dagegen senken. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3599.php)
   
  

• Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Hochleistungs-Diodenlaser - Licht für die Produktion

  Laser spielen in modernen Produktionsprozessen eine Schlüsselrolle. Sie wirken auf Distanz, sind gut dosierbar und nutzen nicht ab. Durch den Einsatz von Lasern lassen sich Produkte verbessern und Rohstoffe sparen. Ein neues Werkzeug ist der Hochleistungs-Diodenlaser. Die Förderung dieser Technologie soll die Erzeugung von Laserlicht zehnmal effizienter machen als heute üblich. Das spart nicht nur Energie, sondern eröffnet völlig neue Anwendungsfelder und damit Perspektiven für die deutsche Industrie. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3601.php)
   
  
• 

  Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Organische Leuchtdioden - die Tapete als Lichtquelle?

  Die leuchtende Tapete, die ihre Farbe auf Wunsch ändert und gleichzeitig als Bildschirm dient - diese Vision verbinden Forscher mit organischen Leuchtdioden. Tatsächlich gelten organische LED langfristig als ideale Alternative zu heute bekannten Techniken im Display-Bereich und in der Beleuchtung. Das BMBF hat nun eine neue Förderinitiative begonnen, um das neue Forschungsfeld in Deutschland aufzubauen und international wettbewerbsfähig zu gestalten. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3604.php)
   
  

• Aus dem Themenbereich Forschung

  Förderinformationen Rahmenprogramm Optische Technologien

  Ziele des Förderprogramms "Optische Technologien - Made in Germany" sind das Erschließen der wissenschaftlich-technischen Grundlagen, die Stärkung von Innovationskraft und internationaler Wettbewerbsfähigkeit sowie die Unterstützung von Aus- und Weiterbildung.  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/5712.php)