UKPiño

Die RUBIN-Allianz „UKPiño“ ist ein interdisziplinäres Thüringer Projekt, das sich mit der Entwicklung und Anwendung von Hightech-Ultrakurzpulslasern (UKP-Laser) beschäftigt. Neben der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Ernst-Abbe-Fachhochschule Jena sind 14 Unternehmen aus dem Bereich der optischen und photonischen Technologien sowie sieben assoziierte Partner beteiligt. Im Rahmen des Programms „RUBIN - Regionale Unternehmerische Allianzen für Innovation“ werden in den nächsten drei Jahren (ab Juni 2023) rund 13 Millionen Euro in den Raum Jena investiert, weitere 7 Millionen Euro steuern die Projektbeteiligten bei.

Im Mittelpunkt der Allianz steht die Ultrakurzpuls-Lasertechnologie mit Pulsdauern im Femtosekundenbereich, die eine präzise Bearbeitung verschiedener Materialien ermöglicht. Eine Femtosekunde ist ein Billionstel einer Sekunde, in der das Licht nur 0,3 Mikrometer (µm) zurücklegt, was etwa einem Hundertstel der Dicke eines menschlichen Haares entspricht.

Zentrales Ziel

Ein zentrales Ziel von UKPiño ist die Entwicklung von Lasern, die im nahen Infrarotspektrum, speziell im 2µm-Wellenlängenbereich, arbeiten. Aufgrund der Transparenz vieler Hightech-Materialien wie Silizium, Keramik und Hochleistungskunststoffe in diesem Spektralbereich kann die Laserstrahlung durch die Vorderseite fokussiert werden. Dies ermöglicht die Bearbeitung im Volumen des Materials oder auf der Rückseite, ohne die Oberfläche zu beschädigen.

Die Materialbearbeitung mit ultrakurzen Laserpulsen erfolgt rein optisch, wodurch die Prozesse verschleißarm und äußerst präzise sind. Dies ermöglicht die Herstellung von Produkten, die höchsten Ansprüchen an Nachhaltigkeit und ressourcenschonendem Materialeinsatz genügen. Anwendungsgebiete sind unter anderem die Medizintechnik, die Funktionalisierung von textilen Materialien für „Smart Wearables“, die additive Fertigung mit neuen Materialien wie Glas und Keramik sowie innovative Ansätze in der Batterieproduktion.

Aufgabenstellung des Instituts für Angewandte Physik (IAP)

• Schwerpunkt auf der Wechselwirkung von Licht und Materie: Das IAP ist verantwortlich für die Grundlagenforschung und Weiterentwicklung der Laserquellen, die die Grundlage der UKP-Technologie bilden. Ein besonderer Fokus liegt auf der Erschließung des 2-µm-Wellenlängenbereichs.
• Entwicklung neuer optischer Komponenten: Das IAP arbeitet an der Optimierung von Lasersystemen für die Materialbearbeitung und erforscht innovative Anwendungen, die es ermöglichen, schwer bearbeitbare Materialien wie Silizium und Verbundwerkstoffe hochpräzise zu bearbeiten.
• Durch enge Zusammenarbeit mit den Industriepartnern unterstützt das IAP die Anwendung der UKP-Technologie in verschiedenen industriellen Bereichen, z.B. der Herstellung von Silizium-Halbleitern und smarten Textilien.

Die RUBIN Region

Die RUBIN-Kernregion Mittel- und Ostthüringen hat eine lange Tradition auf dem Gebiet der optischen und photonischen Technologien. Davon zeugt auch der Titel „Historischer Ort der Physik“, den die Europäische Physikalische Gesellschaft der Stadt Jena im Jahr 2021 verliehen hat. In der Region haben sich sowohl erfolgreiche kleine und mittelständische Unternehmen als auch internationale Marktführer etabliert, die ein breites Spektrum an Anwendungen der optischen Technologien bedienen.