Sensorik am FBH: Passgenaue Lösungen vom Chip bis zum System

Das Ferdinand-Braun-Institut entwickelt kundenspezifische Lösungen für sensorische Aufgaben – vom Chip über die Kleinserie bis zum einsatzfähigen Prototyp. Dabei verbinden wir unsere Kompetenzen aus Photonik, Hochfrequenzelektronik und Quantentechnologienmit Mikrointegration, Aufbau- und Verbindungstechnik, Messtechnik sowie Softwareentwicklung. Unsere Fachleute unterstützen Kunden und Partner bedarfsgerecht: bei einzelnen Entwicklungsschritten oder begleiten den gesamten Prozess – von der Machbarkeitsstudie über Chip- und Messsystementwicklung bis zur Verifikation in der Anwendung.

Unsere Applikationsbeispiele

THz-Linienscanner

Das FBH hat einen Terahertz-Linienscanner für industrielle Anwendungen entwickelt, der sich effizient und kostengünstig auf größere Scan-Linienlängen skalieren lässt. Sein Detektorkopf basiert vollständig auf monolithisch integrierten THz-Detektoren.

Raman-Sensorsysteme

Die tragbaren FBH Raman-Sensorsysteme basieren auf der Shifted Excitation Raman Difference Spectroscopy (SERDS) und werden u. a. erfolgreich zur Bodenanalyse und Analytik von festen und flüssigen Stoffen eingesetzt.

Quantenmagnetometer

Für besonders präzise Messungen entwickelt das FBH portable, optisch gepumpte Magnetometer für die Magnetomyografie. Mit der nicht-invasiven Methode lassen sich menschliche Muskelaktivitäten messen - bald sogar im Weltraum.

Radarsysteme

Das neuartige modulare MIMO-Millimeterwellen-Radarsystem des FBH für hochauflösende Bildgebung und Sensorik in Raumfahrtanwendungen arbeitet bei 95 GHz und eignet sich sowohl für klassische Radaraufgaben als auch für Imaging-Anwendungen.

LiDAR-Lasermodule

Für die kompakten Plug-and-Play-Lösungen für LiDAR-Anwendungen kombiniert das FBH wellenlängenstabilisierte Nanosekunden-Pulsdiodenlaser mit maßgeschneiderten Hochpulsstromtreibern. Sie eignen sich u. a. für Fluoreszenzspektroskopie, Medizin und mobile LiDAR-Systeme, etwa beim autonomen Fahren und in der 3D-Objekterkennung.

Module für Atomuhren

Kompakte photonische Module entwickelt das FBH für hochpräzise optische Atomuhren - wie diese mikrointegrierte Lichtsteuereinheit. Dafür integrieren wir Laserquellen mit weiteren Komponenten auf kleinstem Raum. Die robusten Systeme eignen sich für mobile Anwendungen und den Einsatz im Weltraum.

Quantenlicht-Module

Wir erzeugen und nutzen am FBH verschränkte Photonenpaare für unsere kompakten Quantenlichtmodule. Diese ermöglichen neuartige Bildgebungs- und Sensorverfahren, u. a. hyperspektrale Bildgebung und Quanten-OCT für die medizinische Diagnostik oder Anwendungen in der Umwelt- und Materialanalytik.

Dank der institutseigenen III/V-Technologie lassen sich Lichtquellen, Detektoren und elektronische Komponenten für einen breiten Wellenlängen- und Frequenzbereich gezielt auf die jeweilige Anwendung abstimmen. 4.000 Quadratmeter exzellent ausgestattete Reinraum- und Laborflächen, industrietaugliche Prozesslinien und umfassende Mess- und Charakterisierungsverfahren liefern die Grundlage für reproduzierbare Entwicklungen und bedarfsorientierte Lösungen.

Kundenspezifische Lösungen bieten wir in folgenden Kompetenzfeldern:

Radar und Terahertz-Sensorik

Radar- und Terahertz-Systeme erfassen Entfernungen, Bewegungen und Materialeigenschaften berührungslos. Am Ferdinand-Braun-Institut entwickeln wir dafür Hochfrequenzschaltungen, Detektoren und skalierbare MIMO-Systeme mit hoher räumlicher Auflösung. Anwendungen liegen unter anderem in Industrie, Medizin, Mobilität, Sicherheit und zerstörungsfreier Prüfung.

LiDAR und optische Entfernungsmessung

LiDAR-Systeme benötigen kurze, leistungsstarke Laserpulse und eine präzise abgestimmte Treiberelektronik. Am Ferdinand-Braun-Institut vereinen wir maßgeschneiderte Diodenlaser mit leistungsfähigen Hochgeschwindigkeitstreiber in kompakten Modulen. Diese eignen sich für Navigation, Kartierung, Robotik, autonome Systeme sowie Umwelt- und Atmosphärenmessungen.

Spektroskopie und Analytik

Mit spektroskopischen Verfahren lassen sich Stoffe schnell und zerstörungsfrei identifizieren. Am Ferdinand-Braun-Institut entwickeln wir schmalbandige und wellenlängenstabilisierte Diodenlaser sowie Zweiwellenlängen-Diodenlaser für die Raman-, Fluoreszenz- und Absorptionsspektroskopie. Diese Strahlquellen integrieren wir in komplette, portable Systemlösungen, die auch Messungen außerhalb des Labors ermöglichen. Die Anwendungen liegen unter anderem in Medizin, Landwirtschaft, Umweltanalytik und industrieller Prozesskontrolle.

Hochpräzise Quantensensorik

Quantensensoren erschließen besonders präzise Messungen von Zeit, Frequenz, Bewegung sowie elektrischen und magnetischen Feldern. Am Ferdinand-Braun-Institut entwickeln wir dafür miniaturisierte Laser-, Spektroskopie- und Sensorsysteme. Mögliche Anwendungen reichen von Navigation und Netzsynchronisation bis zur Erfassung biomagnetischer Signale.

Kompetenzen, Bauteile & Lösungen im Überblick:

Diodenlaser und photonische Lichtquellen
Hochfrequenzschaltungen, Verstärker und Transceiver
Radar-, Terahertz und LIDAR-Module
Spektroskopische Messsysteme (Raman, SERDS)
Quantensensoren und Frequenzreferenzen
Hybride Mikrointegration
Hochfrequenz-, optische und spektroskopische Charakterisierung
Demonstratoren, Prototypen und Kleinserien

Interessiert? Dann nehmen Sie gerne Kontakt auf: sales(at)fbh-berlin.de

Sensorik am FBH - Fragen & Antworten

Wofür braucht man Sensorik und welchen Beitrag leistet das FBH?

Moderne Sensorsysteme erfassen ihre Umgebung schnell, präzise und zuverlässig. Ohne sie würden Autos, Smartphones oder Maschinen nicht funktionieren. Diese Sinnesorgane der modernen digitalen Welt sind die Basis für intelligente Systeme und automatisierte Prozesse. Die vielfältigen Anwendungen reichen von der Medizin über Mobilität, Sicherheit bis zu Messungen im Weltraum. Das FBH entwickelt kundenspezifische Sensorsysteme vom Halbleiterchip bis zum einsatzfähigen Prototyp.

Welche Eigenschaften zeichnen FBH LiDAR-Module und -Systeme aus?

Das FBH entwickelt und fertigt gepulste Lasermodule und -systeme, die es gezielt an die jeweilige Anwendung anpasst. Anwender können Pulsbreite, Impulsspitzenleistung und Frequenz flexibel einstellen und aufeinander abstimmen. Auch die Wellenlänge passt das FBH für den jeweiligen Einsatz an: ob für Fluoreszenzspektroskopie, medizinische Anwendungen oder mobile LiDAR-Systeme, die beispielsweise beim autonomen Fahren, bei der 3D-Objekterkennung oder beim Laserscannen zum Einsatz kommen.

Welche Lichtquellen, THz-Komponenten und Messsysteme entwickelt das FBH für die Spektroskopie?

Das FBH entwickelt Diodenlaser sowie darauf aufbauende Module und Messsysteme für Sensorik, Spektroskopie und Analytik. Dazu gehören durchstimmbare Lichtquellen für die Absorptionsspektroskopie und Zweiwellenlängen-Diodenlaser für die Raman-Spektroskopie und die Shifted Excitation Raman Difference Spectroscopy (SERDS). Für SERDS realisiert das FBH auch vollständige, tragbare Messsysteme, etwa zur Bodenanalyse und zur Untersuchung fester und flüssiger Stoffe. Darüber hinaus entwickelt es Komponenten und Systeme für die Terahertz-Spektroskopie sowie miniaturisierte Lichtquellenmodule für die STED-Mikroskopie und die zeitaufgelöste Fluoreszenzspektroskopie.

Wofür werden die Radarkomponenten, die das FBH entwickelt, eingesetzt?

Dazu gibt es bislang praktisch keinen Inhalt (außer einzelne Forschungsnews) und auch keine spezifische Seite, auf die man verlinken kann (s. oben). Also: entweder weglassen oder Input zuliefern. Das ist der Text aus dem vorherigen Abschnitt:

Am Ferdinand-Braun-Institut entwickeln wir Hochfrequenzschaltungen, Detektoren und skalierbare MIMO-Systeme mit hoher räumlicher Auflösung. Anwendungen liegen unter anderem in Industrie, Medizin, Mobilität, Sicherheit und zerstörungsfreier Prüfung.

Entwickelt das FBH komplette Sensoriklösungen?

Am FBH bieten wir die komplette Fertigungskette für kompakte Sensoriklösungen im eigenen Haus: von Entwurf und Simulation über die Chip- und Modulfertigung bis hin zu Demonstratoren und einsatzfähigen Prototypen. Wir verfügen sowohl über das langjährige Know-how als auch über die nötige technologische Infrastruktur mit mehr als 4.000 Quadratmetern Reinraum- und Laborfläche.