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Clusterreport Optik & Photonik

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Clusterreport Optik und Photonik | Optische Analytik 90 der Transmission und Reflexion präzise messen können. Darüber hinaus betreibt die PTB in Berlin-Adlershof den Elektronenspeicherring Metrology Light Source, der kohärente THz-Strahlung erzeugen kann. An einem dedizierten THz-Strahlrohr führt die PTB, teilweise im Rahmen von Kooperationen, spektroskopische Arbeiten im THz-Spektralgebiet durch. sich auch im THz-Bereich einsetzen lässt. Die Besonderheit ist hier das Material: Den Kern der Plattform bildet ein Chip mit optischen Wellenleitern aus Polymermaterial, der weitere passive Elemente wie Glasfasern, Dünnschichtfilter oder Mikrooptiken sowie aktive Bauelemente wie Photodioden oder Laserchips aufnehmen kann (siehe Kapitel 4.3 „Photonik für Kommunikation und Sensorik“). www.ptb.de/cms/de/ptb/fachabteilungen/abt7/fb-73/ag-734.html www.polyphotonics-berlin.de Jenseits von THz … beginnt der Radarbereich. Was klassisch mit großen drehenden Antennen auf Flughäfen oder Schiffen verbunden wird, lässt sich inzwischen auf einem Mikrochip unterbringen. Entwickelt wurde eine derartige Technologie am IHP in Frankfurt (Oder) und kommerzialisiert durch die Silicon Radar GmbH. Deren Hochfrequenz-Schaltungen finden Einsatz in Radarlösungen, Phased-Array-Systemen und drahtlosen Kommunikationsanwendungen. Silicon Radar entwickelt kundenspezifische ASICs und Standardkomponenten im Frequenzbereich von 10 GHz (X-band) bis 200 GHz und darüber hinaus. Die miniaturisierten Radarsysteme, die zum Beispiel für genaue Abstandsmessungen oder auch für Füllstandsensoren genutzt werden können, wurden 2016 mit dem Brandenburger Zukunftspreis gewürdigt. THz-Kalibriermessplatz mit THz-Kamera (1), Standard-Detektor (2) und „Device under Test“ (3), der vom THz-Laserstrahl (rote Linie) getroffen wird. Wenn der Goldbeschichtete Chopper (5) den Strahl unterbricht, misst der Monitor-Detektor (4) die THz-Leistung © PTB www.siliconradar.de Ansprechpartnerin: Prof. Dr. Birgit Kanngießer Zusammenarbeit wird gefördert Für die internationale Forschung im Bereich der THz-Wellen ist Berlin ein beliebter Anlaufpunkt. Und auch innerhalb der Region selbst sorgt Zusammenarbeit für Erfolg im nationalen und internationalen Wettbewerb. Ein Beispiel dafür ist eine Kooperation der Berliner Firma eagleyard Photonics GmbH mit dem DLR, dem FBH, der Humboldt-Universität und dem PDI, die zum Ziel hatte, kompakte THz- Quantenkaskadenlaser für spektroskopische Anwendungen zu entwickeln. Aus dieser Kooperation ist das weltweit kompakteste THz-Lasersystem hervorgegangen. Im Rahmen des Verbundprojekt PolyPhotonics wird am Fraunhofer HHI eine Technologieplattform entwickelt, die Handlungsfeldsprecherin Optische Analytik Telefon: 030 31421428 E-Mail: Birgit.Kanngiesser@tu-berlin.de Ansprechpartner: Prof. Dr. Norbert Esser Handlungsfeldsprecher Optische Analytik Telefon: 030 6392 3530 E-Mail: norbert.esser@isas.de

91 Clusterreport Optik und Photonik | Biomedizinische Optik und Augenoptik 4.5 Biomedizinische Optik und Augenoptik: Photonik in den Lebenswissenschaften Ob Prävention, Diagnostik, Therapie oder Analytik: Ohne optische Verfahren könnte die moderne Medizin nur einen Bruchteil dessen leisten, wozu sie fähig ist. Eine verlässliche Diagnostik ist in der Medizin unerlässlich, um therapeutische Erfolge erzielen zu können. Die genaue Analyse von chemischen Verbindungen, biologischen Makromolekülen bis hin zu Zellen und Mikroorganismen hat in den letzten Jahren viele neue Erkenntnisse ermöglicht. Die optischen Technologien Mikroskopie und Spektroskopie sind dabei Grundpfeiler des Fortschritts. Dank neuer Verfahren in der Fluoreszenzmikroskopie lassen sich mittlerweile mehr Proben analysieren, als früher für möglich gehalten wurde. Der Chemie-Nobelpreis 2014 an William Moerner, Eric Betzig und Stefan Hell (Direktor am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen) belegt den bahnbrechenden Charakter dieser Entwicklungen. Damit ist ein völlig neues Gebiet jenseits der Auflösungsgrenze erschlossen, das bereits in der biomedizinischen Grundlagenforschung, in Zukunft aber auch in der medizinischen Praxis neue Impulse setzt. „Gerade in den optischen Technologien gibt es viele neue Entwicklungen und Trends. So ist die Lasertechnologie aus der Augenmedizin nicht mehr wegzudenken, es gibt neue bildgebende Verfahren sowie optische Messmethoden und dafür bilden wir in Berlin und Brandenburg die benötigten Fachkräfte aus.“ Prof. Dr. Justus Eichstädt | Handlungsfeldsprecher Biomedizinische Optik und Augenoptik, TH Brandenburg und Vorstandsvorsitzender des Laserverbund Berlin-Brandenburg e. V. Forschen und Heilen Optische Technologien in der Dermatologie und Krebstherapie Als forschungsintensivstes Krankenhaus in Deutschland ist die Berliner Charité Universitätsmedizin sehr an der Erprobung neuer optischer und photonischer Technologien interessiert. In der Dermatologie lassen sich neue Technologien besonders schnell einsetzen. Hier muss nicht endoskopisch gearbeitet werden, sondern es lassen sich auch nicht miniaturisierte Geräte nutzen. Am Center of Experimental and Applied Cutaneous Physiology (CCP) erforschen Naturwissenschaftler und Mediziner sowohl Grundlagen der Dermatologie als auch neue medizinische Anwendungen. www.ccp-berlin.org Optische und photonische Methoden spielen inzwischen bei fast allen Forschungsvorhaben eine entscheidende Rolle. So gelang es dem Team um Professor Jürgen Lademann (dem Leiter des CCP) dank moderner Spektroskopie erstmals nachzuweisen, dass Nanopartikel auch durch Haarfollikel resorbiert werden können. Ein neues und international wachsendes Gebiet ist die Wundheilung mit kalten Plasmen. Solche Plasmen, die ungefähr Hauttemperatur besitzen, haben großes Potenzial, langwierige Wunden zu desinfizieren und einen Heilungsprozess überhaupt erst zu ermöglichen. Auch hier spielen spektroskopische Methoden zur Charakterisierung des gesamten Prozesses eine entscheidende Rolle. Mithilfe von Raman-Resonanz-Spektrometrie konnten die Forscher um Professor Lademann schädliche Ausscheidungen von Chemotherapeutika bei Krebspatienten über die Haut quantifizieren. Dies ermöglicht neue Behandlungsmethoden dieser für die Patienten oft sehr unangenehmen Begleiterscheinung einer Chemotherapie. www.derma.charite.de/metas/person/person/ address_detail/lademann Zum Schutz vor bösartigem Hautkrebs ist nicht zuletzt der Schutz vor Sonnenstrahlung von besonderer Wichtigkeit. Dabei wurde anhand von Absorptionsspektren festgestellt, dass nicht nur UV-Strahlung schädlich ist. Auch längerwellige Anteile im sichtbaren und infraroten Bereich des Lichts können den Stress für die Haut erhöhen, indem sie bei übermäßiger Sonnenexposition die Anzahl freier Radikale in die Höhe treiben.

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