Unimagazin 3/4_2017 Optische Technologien

Optische Technologien leibniz universität hannover

Dr. Lothar Koch Martin Duderstadt Urs Zywietz Prof. Dr. Boris Chichkov
Jahrgang 1973, ist Leiter der Jahrgang 1988, ist Doktorand Jahrgang 1986, promovierte Jahrgang 1955, ist Professor
Gruppe Biofabrikation in der in der Gruppe Nanomaterialien über die Erzeugung und An- für Nanoengineering am
Abteilung Nanotechnologie und Nanophotonik am Laser wendung lasergedruckter Na- ­Institut für Quantenoptik der
am Laser Zentrum Hanno-­ Zentrum Hannover e.V. Sein nopartikel. Er arbeitet heute L­ eibniz Universität Hannover.
ver e.V. Seine Arbeitsschwer- A­ rbeitsschwerpunkt ist der als Software-Ingenieur in der S­ eine Arbeitsschwerpunkte
punkte sind die Entwicklung 3D-Druck mit Nanopartikeln Valeo Schalter und Sensoren liegen in dem Bereich der Ent-
und Anwendung laserbasierter sowie die Nanopartikelablation GmbH. Kontakt: u.zywietz@ wicklung neuer Lasertechno-
Verfahren zum 3D Drucken von dünnen Schichten in googlemail.com logien für Photonik und Bio-
bio­logischer Zellen zur Erzeu- Luft und Wasser. Kontakt: medizin. Kontakt: chichkov@
gung von Gewebe und Orga- [email protected] iqo.uni-hannover.de
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Optische technOlOgien leibniz universität hannover

Der optomechanische Bildderotator

oPtisCh DrehenD Messen

Eine wichtige und stets aktu­ 1
elle Aufgabe in den Inge­
Am institut für Mess- und nieurswissenschaften ist das
Regelungstechnik (iMR) haben Messen technischer Bauteile.
Die Motivation dazu ist viel­
Wissenschaftlerinnen und fältig. An erster Stelle dient
Wissenschaftler ein gerät ent- das Messen der Sicherstellung
einer fehlerfreien Funktions­
wickelt, mit dem bewegliche weise. Dies ist zum einen in
Bauteile gemessen werden der Sicherheit für Mensch und
können, ohne dass in den Umwelt, zum anderen in den
laufenden Betrieb eingegriffen steigenden Anforderungen
werden muss oder dieser auf bezüglich der Leistungsfähig­
andere Art beeinflusst wird. im keit von Maschinen begrün­
Folgenden wird die Funktions- det. Ein weiterer Faktor ist die
weise dieses optomechanischen Effizienz: Kosten und Energie­
verbrauch sollen möglichst ge­
Bildderotator erläutert. ring sein. Das Einhalten dieser
Anforderungen wird idealer­
weise schon in der Konstruk­
tion berücksichtigt. Am zu­
verlässigsten aber kann es
anhand von Messungen nach­
gewiesen werden.

Die Wissenschaft der Mess­ sich das Bauteil erwärmt, be­ bei berührenden Messungen
technik – auch Metrologie ge­ einflussen das Verhalten der ist, dass diese zum Beispiel
nannt – beschäftigt sich mit Maschine. Der Vorteil von durch die Masse des Mess­
Methoden und Geräten, die Messungen während des Be­ gerätes die Messung beein­
dabei helfen, Bauteile auf ver­ triebs ist demzufolge, dass flussen und somit verfälschen.
schiedenste Art und Weise zu diese unter realen Bedingun­ Dies kann zur Folge haben,
charakterisieren. Dabei gibt gen stattfinden und den Ein­ dass wichtige Erkenntnisse
es Rahmenbedingungen, die fluss der Betriebsparameter verloren gehen. Im schlimms­
durch die verschiedenen Ar­ nicht vernachlässigen. Weiter­ ten Fall kann dies langfristig
ten des Vorgehens bei einer hin wird differenziert, ob die einen Defekt oder die kom­
Messung vorgegeben sind. Messung berührungslos statt­ plette Zerstörung einer Ma­
Es wird zum Beispiel unter­ finden kann oder nicht. Das schine hervorrufen.
schieden, ob die Messungen bedeutet, ob das Messgerät an
während des laufenden Be­ dem Bauteil angebracht wer­ Es liegt also auf der Hand,
triebs durchgeführt werden den muss (»berührend«) oder dass berührungslose Mess­
können oder ob sich die Ma­ das Bauteil von außerhalb verfahren, die während des
schine dafür im Stillstand beobachtet werden kann (»be­ Betriebs stattfinden, klare Vor­
befinden muss. Die Betriebs­ rührungslos«). Der Nachteil teile aufweisen. Oft stellt eine
parameter, also zum Beispiel
die Geschwindigkeit, mit der
sich die Maschine bewegt
oder die Temperatur, auf die

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Optische technOlOgien leibniz universität hannover

Messung während des Be­ Im Folgenden soll die Funk­ ebene auf. Dieses Abbild kann
triebs aufgrund der Bewe­ tionsweise des Derotators ge­ nun einfach mit dem Auge be­
gung der Maschine aber eine nauer erläutert werden: Kern­ obachtet oder mit einer Kame­
große Herausforderung dar. stück des Derotators ist ein ra aufgenommen werden.
Besonders schwierig ist die Spiegelsystem, das sich aus
Messung schnell rotierender zwei einzelnen Objekten mit Interessant wird dieses Prin­
Bauteile, wie zum Beispiel insgesamt drei spiegelnden zip, wenn das Messobjekt mit
Wälzlager, Schaufelräder oder Flächen zusammensetzt. Das einer bestimmten Geschwin­
Bremsscheiben. Gerade solche erste Element hat annähernd digkeit rotiert. Bleibt die Spie­
Objekte sind jedoch in vielen die Form eines geraden Pris­ gelanordnung einfach ruhig
technischen Anwendungen zu mas. Dieses besitzt zwei spie­ stehen, passiert zunächst gar
finden. Um das dynamische gelnde, dreieckige Grundflä­ nichts. Wird das Spiegelsys­
Betriebsverhalten rotierender chen. Bei dem anderen Objekt tem nun hingegen mit genau
Objekte unter realen Betriebs­ handelt es sich um einen ge­ der halben Geschwindigkeit

abbildung 1
Die Aufnahme zeigt den Derota-
tor, der am IMR entwickelt wur-
de. Zur Positionierung ist er auf
einem Hexapoden gelagert.

abbildung 2

Diese Abbildung zeigt den Ein-
fluss auf ein Bild, wenn das
Spiegelsystems um den halben
Winkel des Messobjektes gedreht
2 3 wird.

bedingungen zu untersuchen, wöhnlichen Spiegel. Das Prin­ des Messobjektes gedreht, abbildung 3
wird am Institut für Mess­ zip ist im oberen Teil der Ab- trifft ein Lichtstrahl, der von Hier wird der Aufbau des ge-
und Regelungstechnik (IMR) bildung 2 verdeutlicht. Hier ist einem fixen Punkt auf dem samten Derotators deutlich, der
der optomechanische Bildde­ auch der Strahlengang zweier Messobjekt ausgeht, immer neben einem Hohlwellenmotor
rotator, oder kurz gesagt De­ Lichtstrahlen zu sehen. Von auf denselben Punkt in der auch das Spiegelprisma und den
rotator, entwickelt. Der Dero­ dem Messobjekt treffen die Bildebene. In Abbildung 2 ist Planspiegel beinhaltet.
tator ist in Abbildung 1 dar­ Lichtstrahlen auf die erste das im unteren Teil der Abbil­
gestellt. Mit Hilfe optischer spiegelnde Fläche des Pris­ dung verdeutlicht. Rotiert das
Elemente generiert der Dero­ mas. Diese werden im glei­ Messobjekt um einen Winkel
tator eine quasi stehende Ab­ chen Winkel zurückgeworfen, von 180°, muss sich das Spie­
bildung des rotierenden Ob­ mit dem sie eintreffen, sodass gelsystem um die Hälfte, also
jekts. Dies hat den gleichen Ef­ sie auf den zweiten Spiegel 90°, drehen, damit die Abbil­
fekt, als würde das Messgerät, fallen. Dies ist durch das so dung des Messobjektes in der
zum Beispiel eine Kamera, mit genannte Reflexionsgesetz Bildebene ruhend erscheint.
gleicher Geschwindigkeit mit (»Einfallswinkel gleich Aus­ Damit die Spiegelanordnung
dem rotierenden Objekt mit­ fallswinkel«) bestimmt. Der gedreht werden kann, ist sie
drehen. Der Derotator lässt so­ zweite Spiegel wird so ange­ in einem Hohlwellenmotor
mit auf einfache Weise Mes­ ordnet, dass die Lichtstrahlen platziert (siehe Abbildung 3). So
sungen zu, die ohne dessen zurück auf die zweite Fläche ist es möglich, das Spiegelsys­
Einsatz nicht ohne weiteres des Prismas gespiegelt tem in eine Rotationsbewe­
möglich wären, ist dabei mit werden. Von dort werden die gung zu versetzen. Die Ge­
vielfältigen Messgeräten kom­ Strahlen (und somit das samtheit aus Motor und
binierbar und kann somit Abbild des zu messenden Ob­ Spiegelanordnung wird als
flexibel für Schwingungsmes­ jektes) weiter reflektiert. Die Derotator bezeichnet, weil sie
sungen, Deformationsmessun­ Lichtstrahlen treffen nach der die Bewegung eines Objektes
gen, Stabilitätsanalysen oder dritten und letzten Reflexion optisch de­rotiert. Dreht sich
diverse andere Messmethoden wieder in derselben Richtung, der Derotator stetig mit der
am rotierenden Objekt ver­ in der sie vom Objekt abge­ halben Geschwindigkeit des
wendet werden. strahlt wurden, in der Bild­ Messobjektes, entsteht in der

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Optische technOlOgien leibniz universität hannover

Bildebene folglich eine quasi Entscheidend bei Aufnahmen verhalten von Wälzlagern
stehende Abbildung des rotie­ ist eine gute Ausleuchtung des gemessen. Wälzlager sind in
renden Objektes. Dieser op­ Objektes. So kann die Belich­ einer Vielzahl von Maschinen
tische Effekt bietet großes tungszeit der Kamera gering verbaut, die eine rotatorische
Einsatzpotenzial in der Mess­ gehalten werden, was eine Bewegung ausführen. Um
technik. schnellere Abfolge an Aufnah­ einen langen und einwand­
men ermöglicht. Aus diesem freien Betrieb zu garantieren,
Am IMR befindet sich für Grund wird der Versuchs­ muss das Wälzlager unter ge­
Messaufgaben der Derotator­ stand mit einem LED­Beleuch­ wissen Bedingungen agieren.
Versuchsstand gemäß Abbil- tungsring erweitert. Damit im Diese implizieren, dass die
dung 4. Eine zusätzliche Be­ Labor des IMRs Versuche Wälzkörper im Lager eine Ab­
rollbewegung durchführen.
Unter bestimmten Umständen
kann es jedoch passieren, dass
die Wälzkörper nicht mehr
rollen, sondern anfangen
durchzurutschen (»Schlupf«).
Dies ist eine häufige Ursache
für Schäden am Lager, die auf
lange Sicht zu einer Zerstö­
rung und einem Ausfall der
Maschine führen können.
Mit Hilfe des Derotators kann
Schlupf gemessen werden,
sodass entsprechende Gegen­
maßnahmen vorgenommen
werden können.

4 dingung für eine ruhende Ab­ durchgeführt werden können, Ein weiteres Problem kann
bildung ist neben dem oben gibt es einen Messobjektmo­ entstehen, wenn sich das
abbildung 4 beschriebenen Geschwindig­ tor. Mit diesem können belie­ Wälzlager zu stark erhitzt. Er­
Diese Aufnahme zeigt einen ex- keitsverhältnis eine Ausrich­ bige Objekte in Rotationsbe­ wärmungsprozesse werden
emplarischen Versuchsaufbau des tung der Rotationsachsen zu­ wegungen versetzt und dann häufig mit Hilfe einer Wärme­
Derotators am IMR. Die Kamera einander. Um die Rotations­ im Betrieb gemessen werden. bildkamera gemessen. Da das
kann hierbei auch durch andere achse des Derotators mit der Die Geschwindigkeit des Ob­ Wälzlager jedoch aus vielen
Messsysteme ersetzt werden. Rotationsachse des Mess­ jektes wird entweder mit Hilfe einzelnen Elementen besteht,
objektes in Übereinstimmung eines am Motor eingebauten ist es oft schwer, den genauen
zu bringen, ist der Derotator Sensors oder über Bildver­ Ort der Wärmeentwicklung
auf einem »Hexapod« gela­ arbeitungsalgorithmen be­ zu lokalisieren. Auch dieses
gert. Ein Hexapod ist eine stimmt, sodass der Derotator Problem kann mit Hilfe des
Plattform, die sich mit sechs jederzeit um den richtigen Derotators gelöst werden. Bei
Beinen veränderlicher Länge Winkel gedreht wird. Neben Wärmestrahlung handelt es
im Raum bewegen lässt. dem Einsatz im Labor kann sich um Strahlung im Infrarot­
Durch Kippen und Verschie­ der Derotator aber auch flexi­ bereich. Da die Spiegel des
ben lässt sich der Derotator so bel an anderen Versuchs­ Derotators aus poliertem Alu­
automatisiert in die richtige ständen betrieben werden, minium gefertigt sind, können
Position bringen. An der um dort Messungen im realen sie (im Gegensatz zu Glas)
Rückseite des Derotators gibt Betrieb vorzunehmen. auch Infrarotwellen reflektie­
es eine Vorrichtung, um Mess­ ren, die dann wiederum ge­
geräte zu befestigen. In der Eine Möglichkeit der Anwen­ messen werden können.
Abbildung ist hier eine Hoch­ dung des Derotators ist, ein zu
geschwindigkeitskamera an­ messendes Objekt in Video­ Ein weiteres Einsatzgebiet
gebracht. Dort kann allerdings aufnahmen zu untersuchen. liegt in der Messung des
auch eine Vielzahl anderer So wurde in der Vergangen­ Schwingverhaltens rotieren­
Messgeräte montiert werden. heit zum Beispiel das Betriebs­ der Objekte. Dafür wird der
Derotator mit einem Mess­
gerät (Laser­Scanning­Vibro­
meter) kombiniert, das Laser­
strahlung aussendet. Diese
trifft auf das Messobjekt und
wird dort durch die Schwing­
bewegung des Messobjektes

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Optische Technologien leibniz universität hannover

beeinflusst bevor sie zurück
zum Messgerät geworfen und
mittels eines Interferometers
ausgewertet wird. So können
die Schwinggeschwindigkeit
und der Schwingweg eines
­fixen Punktes auf dem Mess­
objekts gemessen werden.

Mit dem Derotator steht dem Bettina Altmann Dr.-Ing. Christian Pape Prof. Dr.-Ing. Eduard
IMR ein optisches System zur Jahrgang 1990, ist seit 2015 Jahrgang 1978, ist seit 2011 Reithmeier
Verfügung, das Messungen an wissenschaftliche Mitarbeite­ Arbeitsgruppenleiter für Re­
rotierenden Systemen ent­ rin am Institut für Mess- und gelungstechnik und Akustik Jahrgang 1957, ist seit 1996
scheidend vereinfacht, ergänzt Regelungstechnik. Ihre For­ am Institut für Mess- und Direktor des Instituts für
und erweitert. Das Einsatz­ schungsinteressen liegen ­Regelungstechnik. Seine For­ Mess- und Regelungstechnik.
gebiet liegt hier sowohl in hauptsächlich in der Rege­ schungsinteressen liegen Seine aktuellen Forschungs­
V­ ideoaufnahmen eines Mess­ lungstechnik, industriellen hauptsächlich in der bildrück­ interessen liegen in der Rege­
objektes, als auch in Thermo­ Bildverarbeitung und opti­ geführten Regelung und lungstechnik, Biomedizintech­
grafie- und Schwingungs­ schen Messtechnik. Kontakt: a­ k­tiven Schallkompensation. nik, Fertigungs-, Oberflächen-
messungen. Durch die Um­ [email protected] Kontakt: christian.pape@imr. und optischen Messtechnik.
setzung berührungsloser hannover.de uni-hannover.de Kontakt: [email protected]
Mess­ un­gen während des Be­ hannover.de
triebs kann Sicherheit, Lang­
lebigkeit und Leistungsfähig­
keit einer Maschine überprüft
und sichergestellt werden.

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OPTISCHE TECHNOLOGIEN LEIBNIZ UNIVERSITÄT HANNOVER

Autonomes Fahren und Beleuchtung

SIND HEUTIGE SCHEINWERFER GUT GENUG FÜR SELBSTFAHRENDE AUTOS?

Sehen und gesehen werden – Scheinwerfer mit 1 LEDs pro Scheinwerfer bereits
dieser Grundsatz ist seit den Beamertechnologie eine Vielzahl adaptiver
Anfängen der motorisierten Kurvenlicht (Hineinleuch- Scheinwerferfunktionen um-
Für eine optimale Sicht des ten in die Kurve) setzen.
Fortbewegung die Basis Fahrers müssen die Straße Blendfreies Fernlicht
für einen sicheren und kom- und deren nähere Umgebung (Ausblendung von Gegen- Die nächste Innovation bahnt
hell beleuchtet werden. Bei verkehr und reduzierte sich an: Die Integration einer
fortablen Straßenverkehr. Einbezug des entgegenkom- Beleuchtung von Verkehrs- bewährten Technologie aus
Wissenschaftler vom Institut menden Verkehrs wird sofort schildern) Videoprojektoren führt zu
für Produktentwicklung und klar, dass eine helle Ausleuch- Markierungslicht (Beleuch- einem Sprung der einzeln
Gerätebau (IPeG) erläutern, tung nicht das einzige Ziel tung oder Markierung von steuerbaren Elemente oder
welche innovativen Techno- sein kann. Das Bestreben in Gefahrenstellen) »Pixel« in einem Scheinwerfer
logien (Laserlicht) und Funk- der Lichtentwicklung ist also auf 1.000.000 und mehr. An
tionen (blendfreies Fernlicht) vielmehr, die optimale Sicht Mit einem adaptiven Schein- Universitäten und in Unter-
bereits in aktuellen Fahrzeugen für alle Verkehrsteilnehmer in werfer in Kombination mit nehmen wird momentan in-
zum Einsatz kommen, um eine jeder Fahrsituation zu ermög- einer Frontkamera oder einem tensiv an der Integration die-
sichere Koexistenz konven- lichen und insbesondere die Radarsensor kann die Licht- ser Technik in Scheinwerfer
tioneller und autonomer Fahr- Blendung für andere zu mini- verteilung so angepasst wer- gearbeitet.
zeuge sowie mit Passanten im mieren. Das klassische Ab- den, dass entgegenkommende
Straßenverkehr zu ermöglichen. blendlicht und Fernlicht wird Fahrzeuge aus dem Lichtkegel Konkret arbeitet das Institut
zunehmend durch adaptive ausgespart werden, um eine für Produktentwicklung und
Lichtfunktionen ersetzt. Für Blendung der Insassen zu ver- Gerätebau (IPeG) an Techno-
die Auswahl der passenden meiden. Das Fernlicht kann logien, mit denen diese hoch-
Lichtverteilung werden Fahr- damit zeitlich länger und häu- auflösenden Scheinwerfer um-
zeug- und Kameradaten aus- figer genutzt werden. Diese gesetzt werden können. Um
gewertet. Funktion des blendfreien die aus Videoprojektoren be-
Fernlichts wurde 2015 in PKW kannten LCD-Panels (LCD:
Übersicht adaptiver Licht- der Kompaktklasse mit acht Liquid Crystal Display) und
funktionen: einzeln schaltbaren LEDs ein- Mikrospiegelarrays (DMD:
geführt. Aktuelle Modelle
Landstraßenlicht (ent- der Oberklasse können mit 84
spricht dem klassischen
Abblendlicht, also einer
asymmetrischen Verteilung
mit weiter Ausleuchtung
des rechten Fahrbahnran-
des)
Stadtlicht (breite, aber nicht
so weite Ausleuchtung der
Straße wie beim Landstra-
ßenlicht)
Autobahnlicht (sehr schma-
le und weitreichende Licht-
verteilung; am IPeG im
Rahmen der Dissertation
von Herrn Wolf als Laser-
zusatzfernlicht umgesetzt)

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OPTISCHE TECHNOLOGIEN LEIBNIZ UNIVERSITÄT HANNOVER

Digital Micromirror Device) Fahren zwischen der Straße kommunizieren, überhaupt
zu integrieren, müssen die un- und dem Armaturenbrett aufwändige und teure Schein-
terschiedlichen Anforderun- wechselt. Die ständige Ak- werfer benötigen.
gen an einen Videoprojektor kommodation an die verän-
und an einen Scheinwerfer derte Distanz führt zu einer Die Antwort darauf ist ein-
beachtet werden. Anforderun- Ermüdung der Augen. Eine deutig: Solange der Verkehrs-
gen bezüglich der Einsatztem- Lösung dafür sind Head-Up raum ein offener und zugäng-
peratur, Vibrationen und Ver- Displays, die wichtige Infor- licher Bereich ist, wird es Ver-
schmutzung sind für Fahr- mationen, zum Beispiel die kehrsteilnehmer geben, die
zeuge restriktiver. Auch ist aktuelle Geschwindigkeit, auf nicht digital vernetzt sind. Die
die homogene (gleichmäßige) eine virtuelle Ebene vor dem Forschungen zum sogenann-
Ausleuchtung des Bildes, die Fahrzeug projizieren, sodass ten kooperativen autonomen
für Videoprojektoren ein Qua- die Akkommodation entfällt. Fahren werden intensiver und
litätsmerkmal ist, für Schein- Der nächste Entwicklungs- untersuchen die spannende
Frage, wie autonom agierende
2 Fahrzeuge mit »analogen« Abbildung 1
Verkehrsteilnehmern kom- Projektion von Symbolen auf die
munizieren können. Die Kom- Straße
munikation über Licht bietet Quelle: Institut für Produktentwick-
vielfältige und vielverspre-
chende Lösungen, die in zwei lung und Gerätebau
Gruppen gegliedert werden
können:

Systeme, die Informationen Abbildung 2
direkt am Fahrzeug über Projizierter Zebrastreifen
leuchtende Elemente anzei- Quelle: Institut für Produktentwick-
gen: Das können einfache
LED-Leisten sein, die lung und Gerätebau
bereits im Fahrzeuginnen-
werfer dagegen eher hinder- schritt ist die Anzeige kon- raum als Zierleisten ein-
lich. Hier ist eine inhomogene taktanaloger Informationen, gesetzt werden, aber auch
Lichtverteilung mit einem also zum Beispiel Navigati- großflächige organische
Hotspot in der Mitte gefordert. onshinweise, die direkt auf LED-Panels (OLEDs) oder
Nur mit einer speziellen ver- der realen Fahrbahn zu sehen LC-Displays. Der Vorteil
zerrenden Optik, die am IPeG sind (Abbildung 1). Hier zeigt dieses Ansatzes ist der
entwickelt und patentiert wur- sich das Potenzial der proji- hohe Kontrast, der eine
de, kann das erreicht werden. zierenden Scheinwerfer für Nutzung auch tagsüber er-
zukünftige Assistenzsysteme, laubt.
Auch auf dem Gebiet der Ent- da es möglich wird, Informa- Systeme, die Informationen
wicklung von Lichtassistenz- tionen für den Fahrer in die auf die Straße projizieren
systemen ist das IPeG aktiv: reale Welt, also auf die Straße, oder in das Sichtfeld ande-
Herr Jürgens entwickelte für zu schreiben. rer Verkehrsteilnehmer
seine Dissertation einen kon- projizieren.
trastadaptiven Scheinwerfer, Autonome Fahrzeuge
der eine an die aktuelle Adap- im Straßenverkehr Die Anforderungen an proji-
tion der Augen des Fahrers zierende Lichtsysteme ähneln
angepasste Lichtverteilung ge- Die zuvor erwähnten adap- denen an adaptive Scheinwer-
neriert, um die Eigenblendung tiven Lichtfunktionen unter- fer. Im Unterschied zu der
durch Verkehrsschilder zu stützen hauptsächlich den Projektion von Informationen
verhindern. Fahrer des Fahrzeugs, indem für den Fahrer des projizieren-
sie situativ angepasst den Ver- den Fahrzeugs, sollen auto-
Die sehr hohe Auflösung des kehrsraum ausleuchten. Es nome Autos mit externen Ver-
Systems ermöglicht eine wei- stellt sich die Frage, ob auto- kehrsteilnehmern kommuni-
tere Funktion – die Projektion nome Autos, die per GPS navi- zieren. Wie in Abbildung 2
von Informationen oder Sym- gieren und per Funk mit an- dargestellt ist, eignet sich für
bolen direkt auf die Straße. deren Fahrzeugen, Ampeln den Bereich direkt vor dem
Das ist sinnvoll, da die Blick- und Infrastruktur (Car-2-X) Fahrzeug ein hochauflösender
richtung des Fahrers beim Scheinwerfer. Neben oder
hinter dem Fahrzeug bieten
andere Systeme Vorteile – ein
Beispiel dafür ist ein scannen-

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OPTISCHE TECHNOLOGIEN LEIBNIZ UNIVERSITÄT HANNOVER

der Laserscheinwerfer, der im scanner farbige Symbole er- Prof. Dr.-Ing. Roland Lachmayer
nächsten Abschnitt vorgestellt zeugen und erreicht bei einer Jahrgang 1963, ist seit 2011
wird. kleinen Fläche eine höhere Leiter des Instituts für Pro-
Beleuchtungsstärke. Außer- duktentwicklung und Geräte-
Zusammen mit Designern der dem ist der Scanner räumlich bau. Außerdem ist er Vor-
Hochschule Hannover haben unabhängig von den Schein- standsmitglied des Hannover-
Maschinenbaustudenten am werfern im Fahrzeug integ- schen Zentrums für Optische
IPeG in einer semesterbeglei- rierbar, er kann also auch hin- Technologien (seit 2012) und
tenden Veranstaltung (»Mas- ter oder neben dem Fahrzeug im wissenschaftlichen Direkto-
terlabor«) zum Thema »Licht projizieren. rium des Laser Zentrums Han-
spricht« Konzepte zur Kom- nover (seit 2016). In Forschung
munikation autonomer Fahr- Damit der Scanner auch bei und Lehre liegen seine Schwer-
zeuge erarbeitet. In Abbil- heller Umgebung sichtbare punkte im Gerätebau, der rech-
dung 3 projiziert ein Fahrzeug Symbole erzeugen kann, muss nergestützten Produktentwick-
Symbole auf die Straße, die die Ausgangsleistung des Sys- lung und der Optomechatronik.
einem Fahrradfahrer zeigen, tems erhöht werden. Hierfür Kontakt: [email protected]
dass dieser von der Sensorik ist insbesondere weitere For- hannover.de
des Fahrzeugs erkannt wurde schung an Laserdioden nötig.

Abbildung 3 3 4
Konzept zur Lichtkommunikation
autonomer Fahrzeuge
Quelle: Institut für Produktentwick-

lung und Gerätebau

Abbildung 4
Designentwurf einer Leucht-
fläche zur Kommunikation
Quelle: Institut für Produktentwick-

lung und Gerätebau

und der Sicherheitsabstand Neben funktionalen Über- tion der Augen mit Laserlicht
groß genug ist. Abbildung 4 legungen spielt auch die Laser- wird eine Gefährdung redu-
zeigt einen Designentwurf für sicherheit eine wichtige Rolle ziert.
eine Leuchtfläche, über die bei der Entwicklung eines la-
eine Kommunikation stattfin- serbasierten Lichtsystems. Das Ausblick
den kann. optische System zur Formung
des Laserstrahls sollte so aus- Der am IPeG entwickelte
Laserprojektion gelegt sein, dass die Divergenz hochauflösende Scheinwerfer
auf der Straße des Strahls mit zunehmender vereint die Funktionen eines
Entfernung möglichst groß ist, konventionellen Scheinwerfers
In Abbildung 5 wird ein Sym- die Flächenleistung nimmt da- und die eines Projektions-
bol von einem Prototyp eines mit ab. Auf Systemebene kann systems und ist damit bereits
Laserscanners (Abbildung 6) ein laserbasiertes Lichtsystem heute für autonome Fahrzeuge
auf die Straße projiziert. Im so integriert werden, dass ein gerüstet. Auch der Laserscan-
Gegensatz zu der Projektion Einschalten nur bei ausrei- ner kann nicht nur für Projek-
mit einem hochauflösenden chender Geschwindigkeit des tionen für den Fahrer genutzt
Scheinwerfer kann der Laser- Fahrzeugs möglich ist. Durch werden, sondern auch für die
die zeitlich begrenzte Exposi-

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OPTISCHE TECHNOLOGIEN LEIBNIZ UNIVERSITÄT HANNOVER

Dipl.-Ing. Gerolf Kloppenburg Dr.-Ing. Alexander Wolf M. Sc. Marvin Knöchelmann Dipl.-Ing. Peer-Phillip Ley
Jahrgang 1984, ist Gruppen- Jahrgang 1984, arbeitet seit Jahrgang 1988, Maschinen- Jahrgang 1988, Maschinenbau-
leiter der Forschungsgruppe 2011 am Institut für Produkt- baustudium an der TU Mün- studium an der Leibniz Univer-
Optomechatronik und arbeitet entwicklung und Gerätebau. chen, arbeitet seit 2016 am sität Hannover, arbeitet seit
seit 2012 am Institut für Pro- Seine Arbeitsschwerpunkte in Institut für Produktentwick- 2016 am Institut für Produkt-
duktentwicklung und Geräte- Forschung und Lehre sind die lung und Gerätebau. Sein entwicklung und Gerätebau. Er
bau. Seine Arbeitsschwer- Simulation und Konzeptionie- Arbeitsschwerpunkt ist die befasst sich in der Forschung
punkte in Forschung und Leh- rung angepasster optischer Entwicklung hochauflösender mit der Simulation optischer
re sind Fahrzeugscheinwerfer Systeme. Kontakt: wolf@ipeg. Fahrzeugscheinwerfer. Kon- Beleuchtungssysteme für Fahr-
und laserbasierte Beleuch- uni-hannover.de takt: knoechelmann@ipeg. zeugscheinwerfer. Kontakt:
tungssysteme. Das Thema sei- uni-hannover.de [email protected]
ner Doktorarbeit ist die Kon-
zeptionierung einer scannen-
den Laser-Projektionseinheit
für den Einsatz am Fahrzeug.
Kontakt: kloppenburg@ipeg.
uni-hannover.de

56

Kommunikation mit anderen projiziert werden? Um diese Fragen zu beantwor- Abbildung 5
Verkehrsteilnehmern. An die Welche Symbole sind er- ten und um die entwickelten Ein kleiner Laserscanner
Entwicklung der optischen kennbar und schnell ver- Prototypen im Einsatz zu Quelle: Institut für Produktentwick-
Geräte muss nun eine Validie- ständlich? validieren, wurde am IPeG lung und Gerätebau
rung im Verkehrsraum folgen, Welcher Kontrast (und da- ein Versuchsträger ausgerüs-
in der viele spannende Fragen mit welche Beleuchtungs- tet, mit dem Messungen und Abbildung 6
beantwortet werden können: stärke der entwickelten Probandenstudien im realen Versuchsfahrzeug mit hoch-
Systeme) ist notwendig, um Straßenverkehr durchgeführt auflösenden Scheinwerfern
In welchen Situationen ist die Sichtbarkeit sicherzu- werden (Abbildung 7). Erste Quelle: Institut für Produktentwick-
eine Kommunikation sinn- stellen? erfolgreiche Testfahrten lassen lung und Gerätebau
voll und notwendig? Wie werden die Projektio- interessante Forschungser-
Wo und wie groß müssen nen von Verkehrsteilneh- gebnisse in der Zukunft er-
Symbole angezeigt oder mern akzeptiert? warten.

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OPTISCHE TECHNOLOGIEN LeIbNIZ UNIVersItÄt HaNNoVer

»Das virtuelle Labor«

Über das Projekt HYMNos

Seit sich Menschen mit optischen Phänomenen beschäftigen, Hier in Hannover arbeiten Gruppen aus der Physik, dem
versuchen sie, ihre Beobachtungen in theoretischen Modellen, Maschinenbau, dem Laserzentrum und federführend dem
in Gleichungen und Formalismen erfassbar und beschreibbar Zentrum für Optische Technologien (HOT) im VW-Vorab-
zu machen. Ganz am Anfang der Modellbildung in der Optik geförderten Verbundprojekt HYMNOS an vielen Schritten
stand die strahlenoptische Beschreibung, in der Licht als un- in Richtung dieser Multiphysik-Optiksimulation. Von den
endlich ausgedehnter gerader Strahl dargestellt wurde. An- daraus resultierenden wesentlich akkurateren Modellen
fang des 19. Jahrhunderts weitete sich das Bild zur Wellen- profitieren die Grundlagenforschung und vor allem die ver-
optik, in der Lichtwellen und Wellengleichungen zur Erklärung schiedenen Anwendungsfelder, die sich über Lasermaterial-
von Lichtauslöschungs- und -ablenkungsphänomenen erfolg- bearbeitung, Beleuchtungs-, Kommunikations-, Laser- oder
reich herangezogen wurden. Diese Näherung hielt bis weit in Medizintechnik erstrecken. Hier entsteht das virtuelle Op-
das 20. Jahrhundert, als die Quantenphysik eine Neubewer- tiklabor der Zukunft, in dem komplizierte neue optische
tung erforderlich machte und das Lichtteilchen, das Photon, Systeme im Vorfeld bereits genau geprüft und durchgerech-
postuliert wurde. net werden, bevor ein Experiment angegangen wird. Han-
nover ist auf diesem Themenfeld gut aufgestellt und es ist
Die Verbindung der Wellenphänomene mit der Quanten- geplant, weitere Großprojekte zu initiieren.
natur des Lichts ist abstrakt und man begnügt sich in der
Anschauung damit, die beiden Welten als Welle-Teilchen- Prof. Dr. Uwe Morgner ist Professor am Institut für Quanten-
Dualismus, bei dem je nach Experiment das eine oder das optik. kontakt: [email protected]
andere Erklärungsmodell zum Zuge kommt, nebeneinan- Weitere Informationen unter www.hymnos.uni-hannover.de
der zu sehen. Trifft Licht schwacher Intensität auf Materie,
sind die Formalismen extrem gut verstanden und die Mo- 1
delle passen perfekt zu den entsprechenden Messungen. Simulation der räumlichen Lichtverteilung in einem gas-
Komplexität und aktueller Forschungsbedarf entstehen hier förmigen Medium. Die Intensität des Laserstrahls ist so groß,
zum Beispiel durch komplizierte Geometrien wie in der dass das Licht sich eigene Propagationskanäle durch das
Beleuchtungstechnik oder in der Mikroskopie stark streu- Gas »brennt« und in ihnen geführt wird (ein sogenanntes
ender Gewebeproben. Trifft Licht hoher Intensität hingegen Filament). Quelle: Institut für Quantenoptik
auf Materie, werden die mathematischen Beschreibungen
schnell sehr kompliziert, da verschiedene zusätzliche Effek-
te berücksichtig werden müssen. Beispielsweise reißt das
intensive Licht Elektronen aus dem Atomverbund und
dieses neu entstandene freie Elektronengas verändert die
Lichtpropagation und die Lichtabsorption. Die heißen Elek-
tronen heizen das Medium auf, das Medium schmilzt oder
verdampft, was wiederum die Lichtausbreitung verändert.
In so einer Situation wird eine akkurate Modellierung nur
durch die gleichzeitige Berücksichtigung all dieser Phäno-
mene gerecht. Man betritt den Bereich der Multiphysik-
Optiksimulation, die im Beispiel die Wellenoptik mit der
Elektronen- und der Thermodynamik verbindet. Sie profi-
tiert maßgeblich von aktuellen Trends in der Computer-
technik, wodurch eine ganz neue Qualität von bisher nur in
Supercomputerzentren erreichbarer Rechenleistung für ein
überschaubares universitäres Budget zur Verfügung steht.
Numerische Verfahren zum Gewinn eines tieferen Ver-
ständnisses komplexer Systeme und zur Vorhersage ihres
Verhaltens gewinnen damit eine immer größere Bedeutung.
Die Simulation von Lichtfeldern in optischen Medien ist
fester Bestandteil der hannoverschen Forschung und er-
streckt sich dabei von der theoretischen Physik über die Ex-
perimentalphysik bis hin zu den Ingenieurswissenschaften.

58

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OPTISCHE TECHNOLOGIEN LEIBNIZ UNIVERSITÄT HANNOVER

Der Sonderforschungsbereich Transregio 123

ZUR ERFORSCHUNG FUNKTIONALER POLYMEROPTIKEN

Funktionale Polymeroptiken

Das Team des Sonder- Von der Medizintechnik bis Universität Hannover, der 1
forschungsbereichs hat es sich zur Verpackungsindustrie, Albert-Ludwigs-Universität
von der Bauwerksüberwa- Freiburg, dem Laser Zentrum Promovierende
zum Ziel gesetzt, eine neue chung bis zur Molekularana- Hannover e.V. sowie den Tech- bilden erfolgreiche Basis
Generation ausschließlich poly- lytik: Polymeroptiken ermög- nischen Universitäten Claus-
merbasierter optischer Folien lichen ein kosteneffizientes thal und Braunschweig zu- Die spezifische Ausbildung
Messen, Analysieren und sammen. Seit 2013 wurden des wissenschaftlichen Nach-
zu entwickeln, auf welchen Überwachen einer Reihe von in dem Programm mehr als wuchses auf dem Gebiet der
großflächig optische Sensoren physkalischen und chemi- 25 Promovierende in den un- Polymeroptik ist ein zentraler
schen Parametern. Zu diesen terschiedlichsten Forschungs- Aspekt von PlanOS. Nach-
integriert werden. Messgrößen gehören etwa die gebieten begleitet: Chemiker folgend werden drei Arbeiten
Drei Promovierende vom Konzentration von Stoffbei- haben maßgeschneiderte Poly- von Promovierenden vor-
Institut für Transport- und mengungen in der flüssigen mere für die Herstellung von gestellt. Neben diesen For-
Automatisierungstechnik, beziehungsweise gasförmigen optischen Wellenleitern ge- schungsthemen gab es im
vom Institut für Mikroproduk- Phase, Druck, Vibration, Ver- baut, Physiker und Ingenieure Rahmen von PlanOS weitere,
tionstechnik sowie vom formung, Temperatur und konnten Lichtquellen und De- die am Hannoverschen Zent-
Institut für Quantenoptik Feuchte, um nur einige zu tektoren entwickeln, die so zu rum für Optische Technologi-
stellen ihre Arbeiten vor. nennen. Da zum Beispiel ein einer innovativen Sensortech- en (HOT) von Mitgliedern des
modernes Mobiltelefon über Integrierten Graduiertenkol-
eine Lichtquelle sowie opti- nologie geführt haben. Andere legs bearbeitet wurden. So gab
sche Sensoren verfügt, erge- entwickelten Konzepte, um es unter anderem Fortschritte
ben sich hier ebenso vielfälti- Licht in neuartigen Sensor- bei den polymerfolienbasier-
ge Sensorlösungen (vergleiche Netzwerken zu verarbeiten ten Sensoren für die Messung
den Text »Labordiagnostik für oder arbeiteten daran, die Er- von Druck und Temperatur
jedermann – Wie Smartphones gebnisse in eine kosten- und (siehe den Beitrag »Auf dem
das Gesundheitswesen revolutio- ressourcenschonende Massen- Weg zur künstlichen Haut –
nieren können« in diesem Heft). produktion zu überführen. Lichtwellenleiterfolie zum opti-
Eine schematische Darstellung schen Messen von Druck und
Sonderforschungsbereich eines Gesamtsystems mit Temperatur« in diesem Heft)
Transregio 123 Quellen, Sensoren, Detektoren sowie bei Sensoren für die
und Übertragungsstrecke ist Molekularanalytik in der
Das Team des Sonderfor- in Abbildung 1 zu sehen. flüssigen Phase (der Beitrag
schungsbereich »Transregio »Analytik mit flüsterndem Licht«
123 – Planare Optronische
Systeme« (PlanOS) legte in
den vergangenen fünf Jahren
die Grundlagen für die For-
schung der nächsten Promo-
vierendengeneration. PlanOS
wird von der Deutschen For-
schungsgemeinschaft (DFG)
finanziert und setzt sich aus
Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftlern der Leibniz

60

OPTISCHE TECHNOLOGIEN LEIBNIZ UNIVERSITÄT HANNOVER

in diesem Heft). Darüber 105 °C und PET mit 71 °C, ist funktionsfähige mechanische,
hinaus wird am Institut für ein kalter beziehungsweise elektrische und optische Leis-
Transport- und Automatisie- Niedrigtemperatur-Füge- tungsverhalten erfüllen zu
rungstechnik an der Hoch- prozess erforderlich. Hierfür können.
durchsatz-Produktion von wurde am Institut für Trans-
multimodalen Lichtwellen- port- und Automatisierungs- Thema 2:
leitern mittels Flexodruck ge- technik das neuartige Opto- Die Kontaktierung und
forscht. Hierbei wird in einem dische Bonden unter Verwen- Kühlung von Halbleiter-
Rolle-zu-Rolle-fähigen Verfah- dung UV-härtender Klebstoffe bauteilen auf Polymerfolien
(Sebastian Bengsch, Institut
für Mikroproduktions- Abbildung 1
technik) Schematische Darstellung eines
Sensorsystems auf Polymerfolie
Im Zusammenhang mit (Wang, 2013)
PlanOS beschäftigt sich das
Institut für Mikroproduk- Abbildung 2
tionstechnik (IMPT) mit Kon- Multimode-Lichtwellenleiter auf
taktierungsverfahren von Polymerfolie
Halbleiterbauteilen auf Poly- (Wolfer, 2016)
merfolien. Am Beispiel von
Laserdioden konnten bereits

2

ren flüssiges Polymer ähnlich entwickelt, um die als Licht- 3
wie Tinte in Wellenleiterbah- quellen oder -detektoren ein-
nen auf eine Polymerfolie mit gesetzten opto-elektronischen Erfolge mittels Löten erzielt Abbildung 3
unterschiedlichen Brechungs- Komponenten auf die Poly- werden. Die Bauteile konnten Schematische Darstellung (oben)
index gedruckt und anschlie- merfolien aufzubringen und mechanisch und elektrisch auf und das Foto (unten) des opto-
ßend mit ultravioletten Licht anschließend mit diesen zu beschichteten PET, PMMA dischen Bondens
ausgehärtet (Abbildung 2). kontaktieren (vgl. Abbildung 3). und PC-Folien kontaktiert und
Die zentrale Fragestellung angesteuert werden. Eine gro- (Wang, 2015)
Thema 1: beim Optodischen Bondpro- ße Herausforderung ist die
Das Optodische Bonden von zess ist neben der Gewähr- Entwicklung einer Legierung,
Halbleiterbauteilen auf leistung der im Prozess zu die eine zuverlässige Kon-
Polymerfolien (Yixiao Wang, erreichenden mechanischen taktierung unterhalb der
Institut für Transport- und Festigkeit, elektrischen Leit-
Automatisierungstechnik) fähigkeit und thermischen
Stabilität, auch die Herstel-
Wenn man sich eine Folie als lung der optischen Kopplung
ein Sensornetzwerk mit voll- zwischen opto-elektronischen
integrierten optischen Funk- Komponenten und Lichtwel-
tionalitäten zur Erfassung di- lenleitern. Eine optische Über-
verser physikalischer Größen tragungsstrecke mit optodisch
vorstellt, dann müssen Licht- gebondeter Laserdiode und
quellen und -detektoren auf flexografisch gedrucktem
oder in die Folie integriert Multimode-Lichtwellenleiter
und mit der Außenwelt ver- wurde demonstriert. Außer-
bunden werden. Aufgrund dem hat die Wärmeableitung
der extrem niedrigen im anschließenden Betrieb der
»Schmelztemperaturen« der aktiven opto-elektronischen
meisten kostengünstigen Komponenten einen wesent-
transparenten Polymerfolien, lichen Einfluss auf die Per-
wie zum Beispiel PMMA mit formanz. Diese Ableitung ist
Grundvoraussetzung, um das

61

OPTISCHE TECHNOLOGIEN LEIBNIZ UNIVERSITÄT HANNOVER

Abbildung 4 »Schmelztemperatur« der sieben Grad Celsius zu senken Prof. Dr.-Ing. Ludger Overmeyer
60 Peltierelemente in Reihe Polymerfolie erzeugt, ohne und dabei die Kühlfläche um Jahrgang 1964, ist Leiter des
geschaltet diese dabei zu beschädigen. etwa 50 Prozent zu verklei- Instituts für Transport- und
(Bengsch, 2017) Eine Legierung aus den Metal- nern. Automatisierungstechnik
4 len Indium und Zinn hat sich sowie Sprecher des Sonder-
hierbei als erfolgversprechend Thema 3: forschungsbereichs »Transregio
Abbildung 5 herausgestellt. Das Laserdirektschreiben 123 – Planare Optronische
Schematische Darstellung des von Singlemode-Wellen- Systeme«. Seine Forschungs-
Laserdirektschreibens Laserdioden wandeln den leitern (Welm Pätzold, schwerpunkte sind die Auto-
(Pätzold, 2016) Großteil des Stroms in Wärme Institut für Quantenoptik) matisierung von Förderanlagen
um und können auf der ver- und innerbetrieblichen Trans-
wendeten Folie ohne Kühl- Das Direktschreiben von Wel- portsystemen sowie die Integ-
konzept nicht ihren optimalen lenleitern in transparenten ration innovativer Sensortech-
Arbeitspunkt erreichen. Daher Polymermaterialien mittels nologien in diese Anlagen.
musste eine zuverlässige Femtosekundenlaser bedient Kontakt: ludger.overmeyer@
Wärmeableitungsstruktur ent- sich des physikalischen ita.uni-hannover.de
wickelt und untersucht wer- Konzeptes der nichtlinearen
den, um eine mechanische Absorption von Licht in einem
und elektrische Kontaktierung Medium, das ansonsten
zu gewährleisten, ohne die durchlässig für die einge-
Trägerfolie zu beschädigen. strahlte Wellenlänge ist. Die-
Zur passiven Wärmeableitung ser Effekt tritt nur bei sehr
auf dünnfilmtechnischer hohen Intensitäten auf, die ex-
Grundlage wurden verschie- perimentell dadurch erreicht
dene metallische Schichten werden, dass die ultrakurzen
auf den Polymerfolien, welche Laserpulse auf ein wenige
im Vorfeld simuliert wurden, Mikrometer großes Volumen
aufgetragen und die einge- fokussiert werden. Wenn das
brachte Wärme erfolgreich ab- Fokusvolumen im Inneren des
geführt.

Um die zur Kühlung benötig- 5 mere dreidimensional auf der
te Fläche weiter zu reduzieren, Mikrometerskala zu bearbei-
wird außerdem an einem akti- Materials liegt, wird auch nur ten. Diese Technik ist extrem
ven Wärmeableitungskonzept hier Energie in Form von Wär- flexibel in Bezug auf die Geo-
durch Peltierelemente gearbei- me eingebracht, die eine metrie der erzeugten Struktur
tet (vgl. Abbildung 4). Hierbei strukturelle Veränderung des und somit hervorragend ge-
wird mittels Stromfluß ein Materials zur Folge hat; die eignet zur schnellen Prototy-
Temperaturgefälle in einer Oberfläche bleibt unverändert. penherstellung. Während der
metallischen Schicht erzeugt. Wenn die Probe jetzt relativ Arbeit für PlanOS ging es im
Bei der aktuellen Lösung ist es zum Laserfokus bewegt wird, Speziellen um das Erzeugen
gelungen, nach Berechnungen lassen sich nahezu beliebige von lichtleitenden Strukturen,
die Temperatur um weitere Modifikationspfade erzeugen sogenannte optische Wellen-
(vgl. Abbildung 5). Somit eröff-
net sich die Möglichkeit, Poly- leiter. Die Funktionsweise soll-
te dabei dieselbe sein wie bei
handelsüblichen Glasfaser-
kabeln. Bei diesen ist ein Kern
mit hoher optischer Dichte
(auch Brechungsindex ge-
nannt) umgeben von einem
Mantel mit niedrigerer opti-
scher Dichte, was dazu führt,
das Lichtstrahlen im Kern ge-
fangen bleiben und über weite
Strecken verlustarm geleitet
werden können. Die Heraus-
forderung war nun, entspre-
chende kontinuierliche Bre-
chungsindexmodifikationen
im Polymer zu erzeugen, die
als Lichtwellenleiter geeignet

62

OPTISCHE TECHNOLOGIEN LEIBNIZ UNIVERSITÄT HANNOVER

Dr. Sebastian Dikty Dr. Welm Pätzold M. Sc. Yixiao Wang Dipl.-Ing. Sebastian Bengsch
Jahrgang 1978, ist seit 2013 Jahrgang 1985, ist seit 2013 Jahrgang 1986, ist seit 2012 Jahrgang 1987, ist seit 2016
Wissenschaftlicher Mitarbeiter Wissenschaftlicher Mitarbeiter Wissenschaftliche Mitarbeite- Wissenschaftlicher Mitarbeiter
des Instituts für Transport- des Instituts für Quantenoptik. rin des Instituts für Transport- des Instituts für Mikroproduk-
und Automatisierungstechnik Sein Arbeitsschwerpunkt liegt und Automatisierungstechnik. tionstechnik. Seine Arbeits-
sowie Geschäftsführer des in der Polymerprozessierung Ihr Arbeitsschwerpunkt ist die schwerpunkte sind Metallisie-
Sonderfoschungsbereich mittels fs-Laserstrahlung. opto-elektronische Aufbau- rungsverfahren und Sensorik
»Transregio 123 – Planare Op- Kontakt: [email protected] und Verbindungstechnik. auf flexiblen Substraten.
tronische Systeme«. Unter hannover.de Kontakt: [email protected] Kontakt: [email protected]
anderem koordiniert er die hannover.de hannover.de
zentralen PlanOS-Aktivitäten
sowie sämtliche Sonderprojek-
te. Kontakt: sebastian.dikty@
ita.uni-hannover.de

sind. Die im Rahmen von retischen Beschreibung aller temtechnik sinnvoll ergänzt 6
PlanOS erzeugten Wellenleiter Komponenten und der Erfor- (siehe Abbildung 6 »PlanOS-
sind die Basis für zukünftige schung und Realisierung po- Team«). So besteht durch den Abbildung 6
Sensornetzwerke auf Polymer- lymerer Sensornetzwerke so- Transregio 123 sowie durch Das PlanOS-Team beim Status-
folienbasis. Die Wellenleiter wie (v) der Entwicklung von das Schwerpunktprogramm seminar 2016
dienen dazu, die optikbasier- Konzepten zur Kalibrierung 1337 »Aktive Mikrooptik« be- (Prucker, 2016)
ten Sensoren mit Licht zu ver- der Sensorfolien unter realen reits ein enges Netzwerk auf
sorgen und die modifizierten Anwendungsbedingungen. allen Hierarchieebenen. Diese
Signale weiterzuleiten. Diese Fragestellungen werden optimalen Voraussetzungen,
auch in Zukunft an der Leib- die auch in der komplemen-
Blick in die Zukunft niz Universität adressiert wer- tären Lehre in den Schwer-
den, wobei es von Vorteil ist, punktgebieten wiederzu-
Inhaltlich folgt PlanOS den eng mit den langjährigen finden sind, werden auch in
wissenschaftlichen Fragestel- Partnern der anderen PlanOS- Zukunft eine entscheidende
lungen (i) der Integration er- Standorte zusammen zu ar- Rolle bezüglich der Erfor-
forschter Komponenten und beiten. schung funktionaler Polymer-
Strukturen in dünne Polymer- optiken spielen.
folien, (ii) der Realisierung Die Leibniz Universität ist laut
von ortsaufgelöster, verteilter DFG-Forschungsatlas 2015
flächiger Sensorik sowie inte- führend auf den Gebieten der
grierbarer Polymerlichtquel- Optik (1. Platz) und der Pro-
len, (iii) der Weiterentwick- duktionstechnik (2. Platz). Die
lung der Materialien, Prozesse Expertise der Wissenschaftle-
und Sensorkonzepte hinsicht- rinnen und Wissenschaftler
lich hoher Sensitivität, Spezi- der Leibniz Universität wird
fizität, Verlässlichkeit und durch die Forschung an der
Robustheit unter Berücksichti- Albert-Ludwigs-Universität
gung einer Rolle-zu-Rolle- Freiburg auf den Gebieten der
Fertigung, (iv) der signaltheo- Polymerchemie, der Polymer-
technik sowie der Mikrosys-

63

OPTISCHE TECHNOLOGIEN leiBniz uniVeRSitÄt hAnnOVeR

Promotionsprogramm
Tailored Light

Auf dem Weg zum ideAlen licht

Was ist ideales Licht? Und wie kann man es erzeugen? Das Licht durch optische Komponenten während die anwen-
sind die Kernfragen, mit denen sich die Stipendiatinnen und dungsorientierten Projekte Schwerpunkte in der Fahrzeug-
Stipendiaten des Promotionsprogrammes »Tailored Light« technik, Medizintechnik, Prozess-, Mess- und Beleuch-
befassen. In diesem Rahmen fördert das Niedersächsische tungstechnik aufweisen. Das international aufgestellte
Ministerium für Wissenschaft und Kultur seit Oktober 2016 Team von Tailored Light arbeitet dabei nicht nur an sieben
mit mehr als einem Dutzend Georg-Christoph-Lichtenberg- Forschungseinrichtungen der Universität Hannover (HOT,
Stipendien hochqualifizierte und ausgewählte Nachwuchs- IPeG, IDS, ITA, imes, IQO und IfT), sondern auch an der
forscherinnen und -forscher. Hochschule Hannover, dem Laser Zentrum Hannover so-
wie dem Institut für Halbleitertechnik der TU Braun-
Das Motto des Programms Tailored Light lautet »Räumlich, schweig. Organisatorisch angesiedelt ist das Niedersächsi-
zeitlich und spektral maßgeschneidertes Licht für Anwen- sche Promotionsprogramm am Hannoverschen Zentrum
dungen«. Erste Beispiele für derart angepasstes Licht ziehen für Optische Technologien (HOT).
bereits in unseren Alltag ein: Fahrzeugscheinwerfer schal-
ten automatisch zwischen Fern- und Abblendlicht um und Ein Schwerpunkt des Programms ist die Balance zwischen
schwenken bei Kurvenfahrt mit (räumliche Anpassung). der eigenen wissenschaftlichen Arbeit an den jeweiligen
Straßenlaternen registrieren Passanten und reduzieren ihre Instituten und dem Austausch im Tailored Light-Team.
Helligkeit, wenn niemand in der Nähe ist (zeitliche Anpas- Hierzu gibt es neben regelmäßigen fachlich orientierten
sung). Handydisplays emittieren abends weniger blaues Teamtreffen und Summer Schools gemeinsame Aktionen
Licht, um den menschlichen Tag-Nacht-Rhythmus nicht zu wie Kegeln oder Exkursionen. Um der vergleichsweise
stören (spektrale Anpassung). kurzen Promotionszeit von drei Jahren gerecht zu werden,
wird auf existierende Lehrveranstaltungen aller beteiligten
Doch wie lassen sich die Möglichkeiten, die sich beispiels- Einrichtungen zurückgegriffen. Softskill-Seminare runden
weise durch energieeffiziente LEDs und neue Fertigungs- die Ausbildung der Promotionsstudenten ab.
verfahren ergeben, in zukünftige Anwendungen implemen-
tieren? Welche Wellenlängen sind besonders geeignet, um Weitere Informationen: www.tailored-light.uni-hannover.de
spezielle Hautkrankheiten für eine Kamera sichtbar zu
machen? Wie kann ein autonomes Fahrzeug über Licht mit Prof. Dr.-Ing. Roland Lachmayer ist Sprecher des Promotions-
seiner Umgebung kommunizieren? Diesen und ähnlichen programms. Kontakt: [email protected]
Fragen gehen die drei Stipendiatinnen und 13 Stipendiaten Dr.-Ing. Alexander Wolf ist tutor des Promotionsprogramms.
nach. Die grundlagenorientierten Projekte befassen sich mit Kontakt: [email protected]
den Themen Halbleiterlichtquellen und Manipulation von

1 2

RGB: Spektrale Aufspaltung von weißem Licht im Labor. Bild: Das Tailored Light-Team zum Kickoff im Oktober 2016. Bild: In-
Institut für Produktentwicklung und Gerätebau. stitut für Produktentwicklung und Gerätebau.

64

Rund 390 000 Die Automotive Safety Technologies
GmbH (ASTech) wurde 2009 als Joint Venture
Mitarbeiterinnen und zwischen der Andata Entwicklungstechnologie
Mitarbeiter
GmbH (Andata) und der Audi Electronics Venture
Rund 450 Tochter- und GmbH (AEV) gegründet. Sie entwickelt Software-
Regionalgesellschaften lösungen für die Integrale Fahrzeugsicherheit
in rund 60 Ländern
basierend auf dem Technologieansatz von
73,1 Milliarden Euro Umsatz Andata und dem Know-how der Audi
im Jahr 2016 4,3 Milliarden Euro Fahrzeugsicherheit.

Bosch in Zahlen: Ergebnis im Jahr 2016 ••••••••WaseVBEDOnMEiFreiitgefrlcwifletffieeahotäixencnrlligbtbsbekvigreleelTueFeierihntieauceAeWgennhrrmedstbeeswmvbeseieteoaeniöTtrnrcsrsgwet-tlzpksailacie-ecmKrhikhtteuwgetkrslteeoutusAirmtrkterabnlteuintegn

120

Entwicklungsstandorte
weltweit

Inklusive Handels- und Dienst- Woran IwFnAiSatrebhimagsrreriucbarlhaleaeesittiSsreouiinnscnthugeevn/Trmzehs.seytisitntegme
leistungspartnern ist Bosch in •
rund 150 Ländern vertreten •

•
•

Lieber bewegen statt stillstehen? Im Bereich Virtuelle Absicherung suchen wir für unseren Standort in
Willkommen bei Bosch. Wolfsburg zur Unterstützung immer nach motivierten Mitarbeitern –
Berufseinsteigern und Studenten:
Die Bosch-Gruppe gehört zu den Global Playern im Technologie- und Dienstleistungsbereich: Wir
setzen pro Jahr rund 73 Milliarden Euro um – mit insgesamt über 390.000 Mitarbeiterinnen und Bestandteil der Absicherung autonomer Fahrfunktionen ist das virtuelle
Mitarbeitern weltweit. Wo wir aktiv sind: in den vier Unternehmensbereichen Mobility Solutions, Testen. Hierbei werden Fahrzeugmodelle durch Fahrermodelle in einem
Industrial Technology, Consumer Goods sowie Energy and Building Technology. Wie wir agieren: Computermodell der Umwelt gesteuert. Dadurch können Algorithmen und
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Personalia und Preise

berufungen Prof. Dr. Michael Mehring, bereich Mathematik und
Technische Universität Chem- ­Naturwissenschaften der Uni-
Rufe an die nitz, hat den Ruf auf die W3- versität Kassel erhalten.
Leibniz Universität Hannover Professur für Anorganische
Molekül- und Materialchemie Prof. Dr. Beatrice Brunhöber,
Prof. Dr. Lidia Becker hat den abgelehnt. Kriminalwissenschaftliches
Ruf auf die W3-Professur für Institut, hat den Ruf auf die
Romanische Sprachwissen- Dr. Katharina Müller, Leu- W3-Professur für den Lehr-
schaft/Hispanistik erhalten phana Universität Lüneburg, stuhl für Strafrecht, Strafpro-
und angenommen. hat den Ruf auf die W2- zessrecht, Rechtsphilosophie
Pro­fessur für Schulpädagogik und Rechtsvergleichung unter
PD Dr. iur. Christian Becker, mit dem Schwerpunkt Lehr- besonderer Berücksichtigung
Bucerius Law School Ham- Lernforschung erhalten. interdisziplinärer Rechtsfor-
burg, hat den Ruf auf die W2- schung der Juristischen Fakul-
Professur auf Zeit für Straf- Dr. Astrid Nieße, Carl-von- tät der Universität Bielefeld
recht und Strafprozessrecht Ossietzky-Universität Olden- ­erhalten und angenommen.
erhalten und angenommen. burg, hat den Ruf auf die
W2-Professur mit Tenure Prof. Dr. Nikolaus Forgó,
Prof. Dr. Nadja-Carola Bigall Track auf W3 für Energie­ ­Institut für Rechtsinformatik,
hat den Ruf auf die W2-Pro­ informatik erhalten und an­ hat den Ruf auf die W3-
fessur für Funktionale Nano­ genommen. Professur für Technologie-
strukturen erhalten und an­ und Immaterialgüterrecht der
genommen. Dr. Julian Roelle, Ruhr- Rechtswissenschaftlichen
Universität Bochum, hat den F­ akultät der Universität Wien
Dr. Alexander Bogner, Ruf auf die W2-Professur erhalten und angenommen.
Institut für Technikfolgen- für Schulpädagogik mit dem
Abschätzung der Österreichi- Schwerpunkt Lehr-Lern­ Prof. Dr. Stefan Huber, Insti-
schen Akademie der Wissen- forschung erhalten und ab­ tut für Internationales Recht,
schaften, hat den Ruf auf gelehnt. hat den Ruf auf eine W3-Pro-
die W3-Professur für Wissen- fessur für Bürgerliches Recht,
schaft und Gesellschaft er­ Prof. Dr. Maik Schmeling, Zivilprozess- und Insolvenz-
halten und abgelehnt. City University London, hat recht, Europäisches und
den Ruf auf die W3-Professur I­nternationales Privat- und
Dr. Sandra Buchholz, Otto- für Volkswirtschaftslehre mit Verfahrensrecht an der Juristi-
Friedrich-Universität Bamberg dem Schwerpunkt Geld und schen Fakultät der Universität
und Leibniz-Institut für internationale Finanzwirt- T­ übingen erhalten und ange-
B­ ildungsverläufe, hat den Ruf schaft erhalten und abgelehnt. nommen.
auf die W3-Professur für
Quantitative Lebensverlaufs- PD Dr. Lysann Zander, Freie Prof. Dr. Bettina Lindmeier,
soziologie erhalten. Universität Berlin, hat den Ruf Institut für Sonderpädagogik,
auf die W3-Professur für Em- hat den Ruf auf die W3-Pro-
Prof. Dr. Hans-Josef Endres, pirische Bildungsforschung fessur für Schulentwicklung,
Hochschule Hannover, hat erhalten und angenommen. Lernbegleitung und sonder­
den Ruf auf die W3-Professur pädagogische Professionalität
für Kunststofftechnik er­ Rufe nach außerhalb im Kontext von Inklusion
halten. an der Universität Leipzig er-
Prof. Dr. Nadja-Carola Bigall, halten und ab­gelehnt.
Dr. Anna Kosmützky, Uni­ Institut für Physikalische Che-
versität Kassel, hat den Ruf mie und Elektrochemie, hat Prof. Dr. Ulrike Lüdtke,
auf die W3-Professur für den Ruf auf die W3-Professur ­Institut für Sonderpädagogik,
M­ ethodologie der Hochschul- für Physikalische Chemie hat den Ruf auf die W3-Pro-
und Wissenschaftsforschung der Nanomaterialien im Fach­ fessur für Sprachbehinderten-
erhalten und angenommen. pädagogik von der Humboldt-

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Dr.-Ing. Avishek Anand, Fa- der Leibniz Universität Han- Juristische Fakultät, wurde
kultät für Elektrotechnik und nover ernannt. mit Wirkung zum 14. Septem-
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der Leibniz Universität Han- la Bigall, Naturwissenschaft- Hannover bestellt.
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kung zum 1. Oktober 2017 zur Dr.-Ing. Roman Schwartz,
Dr.-Ing. Kristian Förster, Fa- Universitätsprofessorin an der ­Fakultät für Maschinenbau,
kultät für Bauingenieurwesen Leibniz Universität Hannover wurde mit Wirkung zum
und Geodäsie, wurde zum ernannt. 1. Juli 2017 zum Honorarpro-
1. September 2017 zum Junior- fessor der Leibniz Universität
professor an der Leibniz Uni- Prof. Dr. rer. pol. Peter Dirks- Hannover bestellt.
versität Hannover ernannt. meier, Naturwissenschaft­
liche Fakultät, wurde mit Wir- ruhestand
Dr. Lin Zhang, Fakultät für kung zum 1. Oktober 2017
Mathematik und Physik, wur- zum Universitätsprofessor an Akademischer Direktor Dipl.-
de zum 13. Juli 2017 zur Juni- der Leibniz Universität Han- Ing. Dr.-Ing. Wilfried Reim-
orprofessorin an der Leibniz nover ernannt. che, Institut für Kerntechnik
Universität Hannover ernannt. und Zerstörungsfreie Prüf­
Prof. Dr. phil. Nils Neumann, verfahren, trat mit Ablauf des
Dr.-Ing. Amir Ebrahimi, Philosophische Fakultät, wur- 30. September 2017 in den Ru-
­Fakultät für Elektrotechnik de mit Wirkung zum 1. Okto- hestand.
und Informatik, wurde zum ber 2017 zum Universitäts­
1. Dezember 2017 zum Junior- professor an der Leibniz Uni- Akademischer Direktor Dipl.-
professor an der Leibniz versität Hannover ernannt. Ing. Hans Rich, Institut für
­Universität Hannover ernannt. Berufswissenschaften im
Prof. Dr. rer. nat. Thomas ­Bauwesen, trat mit Ablauf
Dr.-Ing. Jens Friebe, Fakultät Wick, Fakultät für Mathema- des 30. September 2017 in den
für Elektrotechnik und Infor- tik und Physik, wurde mit Ruhestand.
matik, wird zum 1. Januar Wirkung zum 1. Oktober 2017
2018 zum Juniorprofessor an zum Universitätsprofessor an Oberstudiendirektor Rüdiger
der Leibniz Universität Han- der Leibniz Universität Han- Schreiber, Leiter des Nieder-
nover ernannt. nover ernannt. sächsischen Studienkollegs,
trat mit Ablauf des 31. Juli
Ernennung zur Universitäts­ Prof. Dr. Boris Zizek, Philo­ 2017 in den Ruhestand.
professorin / zum sophische Fakultät, wurde
Universitätsprofessor mit Wirkung zum 1. Juni 2017 Prof. Dipl.-Math. Dr. rer. nat.
zum Universitätsprofessor an Franz-Erich Wolter, Fakultät
Prof. Dr. rer. nat. Sören Auer, der Leibniz Universität Han- für Elektrotechnik und In­
Fakultät für Elektrotechnik nover ernannt. formatik, trat mit Ablauf des
und Informatik, Direktor der 30. September 2017 in den Ru-
Technischen Informations­ Ernennung zur Universitäts­ hestand.
bibliothek, wurde mit Wir- professorin / zum Uni­
kung zum 1. Juli 2017 zum versitätsprofessor auf Zeit beendigung des dienstv­ er­
Universitätsprofessor an der hältnisses als p­ rofessor/in
Leibniz Universität Hannover Prof. Dr. Willem F. Wolkers,
ernannt. Fakultät für Maschinenbau, Prof. Mag. iur. Dr. iur. Niko-
wurde mit Wirkung zum laus Forgó, Juristische Fakul-
Prof. Dr. Lidia Becker, Philo- 1. November 2017 bis zum tät, ist auf eigenen Antrag mit
sophische Fakultät, wurde mit 31. Dezember 2018 zum Uni- Ablauf des 30. September 2017
Wirkung zum 1. Oktober 2017 versitätsprofessor auf Zeit an als Universitätsprofessor aus-
zur Universitätsprofessorin der Leibniz Universität Han- geschieden.
an der Leibniz Universität nover ernannt.
Hannover ernannt.

69

unimaga zin • ausgabe 3|4 –2017 leibniz univ ersität hannov er

beendigung des dienst­ preise und auszeichnungen Prof. Dr.-Ing. Sami Haddadin,
verhältnisses als junior­ Institut für Regelungstechnik,
professor/in Prof. Karsten Danzmann, und sein Team wurden als
D­ irektor am Max-Planck- ­einer von drei Finalisten für
Jun.-Prof. Dr. rer. nat. Martin Institut für Gravitationsphysik den Deutschen Zukunftspreis
Werner, Fakultät für Bau­ (Albert-Einstein-Institut, AEI) nominiert. Die Gewinner der
ingenieurwesen und Geo­ und Direktor des Instituts für Auszeichnung für innovative
däsie, wurde mit Ablauf des Gravitationsphysik der Leib- technische, ingenieur- und na-
31. Juli 2017 auf eigenen An- niz Universität Hannover, hat turwissenschaftliche Leistung
trag aus seinem Dienstverhält- den mit 50.000 Euro dotierten wurden am 29. November in
nis als Juniorprofessor ent­ Otto-Hahn-Preis erhalten. Der Berlin bekanntg­ egeben. Der
lassen. Physiker wird für seine weg- Deutsche Zukunftspreis ist
bereitende Forschung zum der Preis des Bundespräsiden-
Jun.-Prof. Diplom-Kaufmann d­ irekten Nachweis von Gravi- ten für Technik und Informa-
Univ. Dr. rer. pol. Sebastian tationswellen ausgezeichnet. tion.
Bunnenberg, Wirtschaftswis- Darüber hinaus erhielt er den
senschaftliche Fakultät, wurde mit 750.000 Euro dotierten Prof. em. Klaus Kowalski,
auf eigenen Antrag mit Ablauf Körber-Preis für Europäische ­Institut für Gestaltungspraxis
des 31. Oktober 2017 aus Wissenschaft. und Kunstwissenschaft, hat
­seinem Dienstverhältnis als den Hilde-Broër-Preis für Me-
Juniorprofessor entlassen. Der Soziologe Hon.-Prof. Dr. daillenkunst der DGMK und
Gunter A. Pilz ist mit dem der Kulturgemeinschaft
verstorben Bundesverdienstkreuz ausge- Kress­bronn/Bodensee erhal-
zeichnet worden. Der Orden ten. Der Preis wird alle zwei
Akad. Rätin a. D. Dr. phil. der Bundesrepublik Deutsch- Jahre für ein »herausragendes
­Irmela Reimers-Tovote, ehe- land wurde ihm für seine Ver- Lebenswerk auf dem Gebiet
mals Institut für Erziehungs- dienste in den Bereichen der der Medaillenkunst« vergeben
wissenschaften, verstarb Gewaltprävention und der und gilt als wichtigste Aus-
am 12. Mai 2017 im Alter von A­ rbeit gegen Rechtsextremis- zeichnung für Künstler der
74 Jahren. mus im und durch den Sport, Bundesrepublik, die sich um
speziell im Fußball, verliehen. das zeitgenössische Medail-
Akad. Oberrat a. D. Apl. lenschaffen verdient gemacht
Prof. Dr. jur. habil. Joachim Jaayke Lynn Fiege, Institut haben.
Nocke, ehemals Fachbereich für Mineralogie, erhielt für
Rechtsdidaktik, verstarb am ihre Leistungen im Bereich Dr. Antonia Lavrentieva,
18. August 2017 im Alter von der Lagerstättengeochemie I­nstitut für Technische Che-
74 Jahren. den Bernd-Rendel-Preis 2017 mie, erhielt ein Max-Buchner-
von der Deutschen Geologi- Stipendium.
Prof. Dr. phil. Wolfgang schen Gesellschaft.
Manz, ehemals Institut für Die Fakultät für Maschinen-
­Berufspädagogik und Erwach- Prof. Dr. Georg Guggen­ bau wurde für drei weitere
senenbildung, verstarb am berger, Leiter des Instituts für Jahre mit dem Gütesiegel des
21. September 2017 im Alter Bodenkunde, wurde für den Fakultätentages für Maschi-
von 74 Jahren. Europäischen CULTURA- nenbau und Verfahrenstech-
Preis 2017 für zukunftsgerech- nik ausgezeichnet.
Prof. Dr. phil. Rudolf Wolf- te Landnutzung der Alfred
gang Müller, ehemals Institut ­Toepfer Stiftung F.V.S. aus­
für Politische Wissenschaft, gewählt. Mit dem CULTURA
verstarb am 6. Oktober 2017 Preis werden europaweit in-
im Alter von 82 Jahren. novative und beispielhafte
Ansätze auf den Gebieten
­Naturschutz, Land- und Forst-
wirtschaft ausgezeichnet.

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