Innovationspreis des Fraunhofer IOF
Das sind die Gewinner des »Applied Photonics Award 2025«
Für ihre Beiträge zu Zukunftsthemen der angewandten Photonik hat das Fraunhofer IOF erneut junge Nachwuchsforscher mit dem Applied Photonics Award 2025 ausgezeichnet. Der Preis würdigt herausragende wissenschaftliche Leistungen und wird jährlich vergeben.
Grundlagen für nachhaltige Energiegewinnung, leistungsstarke Lasersysteme, neue Analysemethoden für die molekulare Zellforschung und photonisch integrierte Schaltungen: Der Applied Photonics Award 2025 prämierte auch in diesem Jahr erneut herausragende Nachwuchsforscher für ihre Arbeiten auf dem Gebiet der angewandten Photonik.
Eine Fachjury, bestehend aus Vertretern aus Wissenschaft und Industrie, hatte die prämierten Abschlussarbeiten zuvor ausgewählt. 2025 wurden drei Abschlussarbeiten in den Kategorien Bachelor, Master und Dissertation ausgezeichnet. Eine weitere Arbeit wurde darüber hinaus mit dem Sonderpreis der Jury für Photonik und Quantentechnologien honoriert.
Die Gewinner des Applied Photonics Awards 2025 sind:
Beste Bachelorarbeit
Lena Paula Rothbauer (Karlsruher Institut für Technologie): »Scalable Hole Transport Layer Deposition for Perovskite Photovoltaics Using Dip-Coating«
Der weltweite Energiebedarf wächst stetig, während fossile Ressourcen begrenzt sind. Eine nachhaltige Alternative bietet die Nutzung von Solarzellen, die Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandeln. In ihrer Bachelorarbeit untersucht Lena Paula Rothbauer die Skalierbarkeit eines Herstellungsprozesses für Perwoskit-Solarzellen, die eine kostengünstige Alternative zur bislang dominierenden Siliziumtechnologie im Bereich der Photovoltaik bieten.
Im Fokus ihrer Arbeit steht die Analyse und Implementierung verschiedener Tauchbeschichtungsmethoden zur Abscheidung nanodünner Lochleiterschichten, die für Perwoskit-Solarzellen essenziell sind. Das untersuchte Verfahren eröffnet Perspektiven für eine skalierbare industrielle Anwendung und ermöglicht bereits im Labor eine schnellere, materialeffiziente und damit kostengünstigere Herstellung.
Beste Masterarbeit
Pia Pritzke (Friedrich-Schiller-Universität Jena): »Developing a Protocol to Compare Single-Particle Tracking Performance Across Various Microscopes«
Dynamische Prozesse in biologischen Membranen sind die Grundlage zahlreicher Zellfunktionen. Ein vertieftes Verständnis dieser Vorgänge ist entscheidend, um diagnostische Verfahren zu verbessern und neue therapeutische Ansätze zu entwickeln.
In ihrer Masterarbeit untersuchte Pia Pritzke die Leistungsfähigkeit verschiedener Mikroskopieverfahren beim Single-Particle-Tracking. Hierzu entwickelte sie ein Kalibrierungssample, mit dem sich die Tracking-Qualität der neuartigen MINIFLUX-Mikroskopie systematisch mit bereits etablierten Verfahren vergleichen lässt. Die systematische Bewertung der Stärken und Schwächen von verschiedenen Mikroskopieverfahren, ermöglicht es, für unterschiedliche Fragestellungen und Proben die jeweils am besten geeignete Methode gezielt auszuwählen.
Ergänzend implementierte die Award-Gewinnerin eine benutzerfreundliche grafische Oberfläche, die die Analyse von MINFLUX-Daten erleichtert. Die Oberfläche soll frei zugänglich gemacht werden und bietet der Forschungsgemeinschaft somit eine kosteneffiziente Ergänzung zu kommerzieller Software. Gleichzeitig profitieren auch Wirtschaft und Industrie: Präzisere Analysemethoden können die Entwicklung neuer Medikamente beschleunigen und Kosten reduzieren.
Beste Dissertation
Sarah Rebecca Hutter (Universität Konstanz): »Ultrabroadband femtosecond technology with maximum stability«
Extrem präzise Lasersysteme mit hoher Bandbreite gehören zu den Schlüsseltechnologien zahlreicher Zukunftsanwendungen. Sie ermöglichen ultrapräzise Zeitmessungen, empfindliche spektroskopische Analysen, biomedizinische Bildgebung und ultraschnelle Datenkommunikation. Auch für die Entwicklung der Quantentechnologien sind stabile Laserquellen unverzichtbar.
In ihrer Dissertation hat Sarah Rebecca Hutter ein Lasersystem entwickelt, das ultrakurze Lichtimpulse mit bisher unerreichter Stabilität erzeugt. Grundlage war eine systematische Analyse der zentralen Rauschmechanismen, aus der ein allgemeingültiger Leitfaden für das Design hochpräziser Lasersysteme entstand.
Das neu entwickelte System kombiniert eine maßgeschneiderte Laserquelle mit innovativen Verstärkern und erreicht dadurch eine bislang unerreichte Leistungsfähigkeit, die neue Anwendungsszenarien in Medizin, Materialforschung und Quantentechnologien denkbar machen.
Sonderpreis der Jury für Photonik und Quantentechnologien
Trevor Vrckovnik (Friedrich-Schiller-Universität Jena): »Non-Linear Waveguide Designs Leveraging Unique Material Optical Susceptibility Tensors«
Photonische Technologien gelten als Schlüssel für Innovationen wie ultraschnelle Datenkommunikation und Quantenverschlüsselung. Damit sie massentauglich werden, müssen ihre Bauelemente, sogenannte photonisch integrierte Schaltungen (PICs, Photonic Integrated Circuits) einfacher, effizienter und skalierbar herstellbar sein.
In seiner Masterarbeit entwickelte Trevor Vrckovnik ein Simulationsverfahren, das große Parameterräume systematisch durchforstet und besonders leistungsfähige Wellenleiterdesigns identifiziert. Dabei konnte er zeigen, dass bestimmte Werkstoffe bereits in sehr einfachen Wellenleitern die Erzeugung polarisationsverschränkter Photonen ermöglichen.
Damit eröffnen sich neue Perspektiven für kostengünstige und skalierbare photonische Bauelemente – von Laserquellen mit neuartigen Wellenlängen bis hin zu schnelleren Telekommunikationssystemen. Die Integration von Quantenphotonik auf Chips rückt so in greifbare Nähe und ebnet langfristig den Weg für Anwendungen wie Quantenverschlüsselung in alltäglichen Geräten.
Über den »Applied Photonics Award« 2025
Der Nachwuchsförderpreis wird durch das Fraunhofer IOF organisiert und prämiert herausragende Abschlussarbeiten auf dem Gebiet der angewandten Photonik. Das Institut betreibt anwendungsorientierte Forschung im Bereich der Optik und Photonik. Diese Disziplinen tragen als Schlüsseltechnologien dazu bei, anstehende Herausforderungen für Gesellschaft, Wirtschaft und Industrie zu lösen.
Die Verleihung des »Applied Photonics Award« erfolgt 2025 mit Unterstützung des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI), der Landesentwicklungsgesellschaft Thüringen (LEG) sowie der Unternehmen Jenoptik und Trumpf.
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