Highly integrated microphotonics & microproduction of the future
Die Miniaturisierung ist ein unveränderter, weltweit wichtiger Entwicklungstrend, der sich durch nahezu alle Branchen und Technologien zieht, so auch durch die optischen Technologien und komplette technische Systeme insgesamt.
Eine Miniaturisierung bei gleicher oder verbesserter Funktionalität sowie Leistungsfähigkeit ermöglicht eine flexiblere Verwendung bei reduziertem Raumbedarf. Darüber hinaus erlaubt die Miniaturisierung die Integration von verschiedenen Funktionalitäten eines Systems in einem geschlossenen Fertigungsschritt und die Verwendung einer einheitlichen Plattform. Höhere Integrationsdichten führen darüber hinaus zu einer verbesserten Stabilität und Performanz des Gesamtsystems, stellen aber auch neue Anforderungen z.B. an die Fertigungs-, Verbindungs- und Montagetechnik bis hin zu definierten Schnittstellen. Mit einer Miniaturisierung können neue Funktionalitäten erschlossen werden, die auf der makroskopischen Skala nicht möglich sind. Der Photonik kommt bei der Miniaturisierung von Technologien, in denen sie eingesetzt wird, eine Schlüsselposition zu.
Unter den Begriff Photonik fallen alle Technologien, die sich die einzigartigen Eigenschaften des Lichts zu Nutze machen. In vielzähligen Industriezweigen werden die Erzeugung, das Nutzen oder das Umwandeln des Lichts verwendet, um aktuelle und zukünftige Herausforderungen der Technik und der Wirtschaft zu meistern. In Deutschland ist die Photonik einer der wichtigsten Zukunftsbranchen und Aushängeschild für Innovation und Wachstum geworden. Laut dem VDMA zählen deutsche Unternehmen zu den Weltmarktführern in zahlreichen Bereichen der Photonik. Um diese Position weiter auszubauen kommt der Mikrophotonik eine Schlüsselposition zu.
Für viele Jahrzehnte war die Mikroelektronik DER Technologietreiber in der Weltwirtschaft. Ihren Erfolg verdankt die Mikroelektronik integrierten Schaltungen. Millionen elektrischer Komponenten werden darin nahtlos zusammen auf einem Silizium-Wafer integriert. Gordon Moore stellte 1965 einen Skalierungseffekt für den Entwicklungsprozess der Mikroelektronik fest: die Komplexität integrierter Schaltkreise verdoppelt sich alle zwei Jahre - mit minimalen Komponentenkosten. An einem annähernd gleichen Punkt befindet sich heutzutage die Photonik, mit der Möglichkeit diesen Skaleneffekt ebenfalls bei integrierten photonischen Schaltungen zu entwickeln (Mikrophotonik). Da ähnliche Produktionstechnologien genutzt werden, können elektronische und photonische Bauteile direkt zusammen auf einen Schaltkreis integriert werden, mit dem Ergebnis einer verbesserten Funktionsweise, wodurch nicht nur die Größe und das Gewicht reduziert, sondern auch vollkommen neue Anwendungen ermöglicht werden.
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