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Licht hat Zukunft

Photonics ist eine der sechs «key enabling technologies», welche die EU als zukunftsträchtigste Technologien definiert hat. Täglich sind wir in unserem Alltag mit Photonics konfrontiert und die aufstrebende Branche gewinnt weltweit an Bedeutung. Das Jahr 2015 war das internationale UNO-Jahr des Lichts und der lichtbasierten Technologien, zu welchen Photonics zählt. Die Wichtigkeit von Photonics nimmt auch in der Schweizer Wirtschaft stetig zu. Viele Schweizer Unternehmen sind mit ihren Photonics-Produkten weltweit führend. Das Wachstum der Branche führt zu einem steigenden Bedarf an Photonics-Ingenieurinnen und -Ingenieuren. Die HTW Chur bietet daher das schweizweit erste und einzigartige Bachelorstudium Photonics an, dessen Inhalte auf die aktuellen und zukünftigen Bedürfnisse der Photonics-Industrie ausgerichtet sind.

Text: Dr. Tobias Leutenegger / Bild: Yvonne Bollhalder, zVg / Film: MIND

Der erfolgreiche Start des schweizweit einmaligen Bachelor of Science FHO in Photonics der HTW Chur erfolgte im Herbst 2016; das Studium entspricht der Forderung von regionalen und überregionalen Unternehmen und somit dem Arbeitsmarkt. Die Region Ostschweiz mit dem Rheintal wird auch «Photonics Valley» genannt. Viele hochspezialisierte Firmen aus verschiedensten Photonics-Bereichen sind hier ansässig und entwickeln ihre Zukunftstechnologien für den weltweiten Absatz. An der HTW Chur lernen zukünftige Ingenieurinnen und Ingenieure das «Einmaleins» der Photonics. Die Nähe zur Photonics-Industrie garantiert eine optimale Verknüpfung von Theorie und Praxis. Die Absolventinnen und Absolventen dürfen Perspektiven entgegenblicken, die so vielfältig wie die Facetten des Lichts sind.

Toby-Graf-Student_neu

Photonics ist ein Studium, das extrem innovativ ist und eine riesige Zukunft hat, was auch eine Arbeitsstelle nach erfolgreichem Abschluss garantieren sollte. Die Fächer sind alle sehr fachbezogen und werden klar verständlich, fachgerecht und mit praxisnahen Beispielen unterrichtet. Klar im Vorteil sind jene, die aus einem technischen Beruf in dieses Studium kommen.
Toby Graf, Photonics-Student aus dem Kanton Zürich

Beherrscht vom Licht
Photonics befasst sich mit allen Bereichen, welche mit Licht und dessen Anwendung zu tun haben. Vielen ist die Bedeutung der Photonics noch nicht bewusst. Es beginnt frühmorgens bereits mit dem Helligkeitssensor des Weckers, gefolgt von den ersten Berührungen des Touchscreens unserer Smartphones, um die aktuellsten Meldungen herunterzuladen, welche über solarbetriebene Satelliten und Glasfaserkabel in unsere LED-ausgeleuchtete Küche gelangen. Parallel brüht die von Sensoren gesteuerte Kaffeemaschine einen Latte Macchiato und das Toastbrot wird auf unsere programmierte «Bräune» geröstet. Die Fahrt an den Arbeitsplatz ist geprägt von Photonics – sei es im eigenen Fahrzeug mit LED- oder Laserbeleuchtung, Abstands- und Spurhaltesensoren und Kamerasystemen, sei es im öffentlichen Verkehr mit automatischen Türen, Rolltreppen und Aufzügen, deren Sicherheit durch Photonics gewährleistet wird. Die Aufzählung zieht sich so weiter durch unseren gesamten Tagesablauf. Man kann getrost sagen, dass Licht (und somit Photonics) unseren Alltag beherrscht.

Die Photonics-Branche befindet sich weltweit in einer Wachstumsphase und die Miniaturisierung ermöglicht immer vielfältigere Anwendungen zu erschwinglichen Preisen. Täglich kommen neue Produkte auf den Markt. Diese positive Entwicklung betrifft auch viele Schweizer Unternehmen, welche ihre innovativen Photonics-Produkte weltweit vermarkten. Dies führte dazu, dass die Swissmem (Verband der Schweizer Maschinen-, Elektro- und Metallindustrie) im Jahr 2013 eine neue Fachgruppe Photonics gründete. Der Fachkräftemangel in der Schweizer Photonics-Industrie war eine der treibenden Kräfte dafür. In mehreren Workshops mit Industrieunternehmen wurden die Anforderungen an die zukünftigen Photonics-Ingenieurinnen und -Ingenieure erarbeitet und die Fachhochschulen der Schweiz wurden aufgefordert, ein entsprechendes Bachelorstudium zu entwickeln.

Die Fachgruppe beschreibt Photonics so:

Intelligent ist ein Smartphone, weil es internetfähig ist. Und internetfähig ist es, weil jede Mobilfunkantenne ans weltweite Glasfasernetz angeschlossen ist. Das Netz wächst konstant – auch in der Schweiz – und ist unterdessen weltweit drei Milliarden Kilometer lang. Am Stück würde es 10 000 Mal von hier bis zum Mond reichen.

Ohne lichtbasierte Technologien hätten unsere Smartphones aber auch keine berührungsempfindlichen Bildschirme; es gäbe keine Abstandssensoren, welche den Bildschirm deaktivieren, wenn wir das Gerät ans Ohr nehmen; und selbstverständlich gäbe es weder Mikrokameras noch eingebaute Blitzlichter.

Photonics ist eine klassische «enabling technology». Sie macht Dinge möglich, die man noch vor wenigen Jahren gar nicht, oder nur zu höheren Kosten und erheblich unpräziser hätte machen können. Das Spektrum der Anwendungen ist breit.

Studierende im Photonics-Labor. Studierende im Photonics-Labor. Studierende im Photonics-Labor. Beat De Coi, CEO, Espros Photonics AG
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Beat De Coi, CEO, Espros Photonics AG

Das «Einmaleins» der Photonics an der HTW Chur
Getrieben durch ihre Innovationsfreude und dank der exzellenten Vernetzung mit der Industrie, hat die HTW Chur bereits im Jahr 2013 mit der Entwicklung eines Bachelorstudiums Photonics begonnen. Das Studium wurde in enger Zusammenarbeit mit regionalen und nationalen Unternehmen aus unterschiedlichen Photonics-Bereichen entwickelt. An der HTW Chur, nahe der Quelle des Rheins, lernen zukünftige Ingenieurinnen und Ingenieure das «Einmaleins» der Photonics. Die Nähe zur Photonics-Industrie garantiert die optimale Umsetzung der Theorie mit Praktika und Projektarbeiten in den Betrieben. Die Studierenden erhalten dadurch während des Studiums einen Einblick in diverse Photonics-Bereiche. Daher sind sie anschliessend in der Lage, ihr Wissen im Arbeitsalltag rasch umzusetzen und sich in die Spezialisierung ihrer Arbeitgebenden einzuarbeiten. Die Absolventinnen und Absolventen können in eine leuchtende Zukunft blicken. Der nationale Bedarf an Nachwuchskräften in der Photonics-Branche ist enorm, und die Perspektiven sind so vielfältig wie die Facetten des Lichts.

Erfolgreicher Start des schweizweit einmaligen Bachelorstudiums Photonics
Im September 2016 war es endlich soweit. Die schweizweit ersten Bachelorstudierenden in Photonics starteten ihr Studium an der HTW Chur. Die Klasse setzt sich, wie erwartet, aus Studierenden aus der ganzen Schweiz zusammen. 80 Prozent der Studierenden kommen aus anderen Kantonen als Graubünden. Zudem zeigt sich, dass das Teilzeitmodell auf grosses Interesse stösst. Zwei Drittel der Studierenden absolvieren das Studium berufsbegleitend und besuchen an zwei Tagen Vorlesungen in Chur, um daneben 50-60 Prozent zu arbeiten. Die berufliche Vorbildung des ersten Jahrgangs ist so vielfältig wie die Photonics-Anwendungen. Die zukünftigen Ingenieurinnen (vier Studentinnen haben im 2016 das Photonics-Studium aufgenommen) und Ingenieure sind unter anderem Elektroniker, Informatikerinnen, Polymechaniker, Geomatikerinnen, Augenoptiker und Physiklaborantinnen.

Viktor Kessler_vk

Da die Themengebiete sehr interessant sind und das Studium äusserst praxisorientiert ist, motiviert es mich enorm, in die Vorlesungen zu gehen. Zudem bin ich stolz, ein Pionier des Photonics-Studiums zu sein. Die Dozierenden nehmen sich genügend Zeit, damit die Studierenden den Vorlesungsstoff gut verstehen.
Viktor Kessler, Photonics-Student aus Graubünden

Regional verankert – national positioniert
Die HTW Chur hat im Rahmen des Bachelorstudiums Photonics mit fast dreissig regionalen und nationalen Unternehmen eine partnerschaftliche Vereinbarung getroffen. Dazu gehören globale Firmen wie Siemens Schweiz AG, Baumer Electric AG, Rockwell Automation Safety AG, Roche Diagnostics International AG, Hamilton Bonaduz AG, Huber+Suhner AG und CEDES AG, aber auch kleinere Unternehmen mit Nischenprodukten wie Espros Photonics AG, Synbone AG oder Landqart AG. Eine weitere Partnergruppe bilden Forschungsinstitute wie das CSEM, das SLF und die AO Foundation. Nicht zu vergessen sind das World Radiation Center (PMOD/WRC) und das Schweizerische Institut für Allergie- und Asthmaforschung (SIAF) in Davos, zwei renommierte Institute, welche in der weltweiten Forschung Spitzenplätze belegen. Photonics spielt bei vielen Unternehmen eine strategische Rolle und fehlt auf keiner Entwicklungs-Roadmap. Das Echo der Unternehmen ist durchwegs sehr positiv: Das Bachelorstudium Photonics der HTW Chur trifft genau ihre Erwartungen und Bedürfnisse.

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Mit dem praxisorientierten Photonics-Studium habe ich die perfekten Voraussetzungen für meinen zukünftigen Beruf. Im Photonics-Labor lernen wir an den neusten Messgeräten und Versuchsaufbauten, das Gelernte in der Praxis anzuwenden. Die Motivation unter den Studierenden ist regelrecht ansteckend. Die Wahl des Studiums hätte ich nicht besser treffen können.
Chris Linvers, Photonics-Student aus dem Kanton St. Gallen

Durch die starke Einbindung der Industrie in das Studium wird der Praxisbezug – wichtiger Grundpfeiler einer Fachhochschule – gewährleistet. Zudem lernen sich die angehenden Absolventinnen und Absolventen und potenziellen Arbeitgeber und Arbeitgeberinnen bereits während der Ausbildung kennen. Oft führen erfolgreiche Bachelorarbeiten zu späteren Arbeitsverhältnissen. Die HTW Chur ist überzeugt, dass sie mit dem einzigartigen Bachelor of Science FHO in Photonics einen aktiven Beitrag zur Reduzierung des Fachkräftemangels in der Schweiz leisten kann.

Branchen und Berufsbilder

Eines ist klar: Wer sein Studium mit Licht und Optik plant, steht in Zukunft garantiert nicht auf der Schattenseite, denn Photonik/Optoelektronik ist ein echter Lichtblick für eine erfolgreiche Ingenieurkarriere.
Think-Ing.

Die Einsatzmöglichkeiten einer Photonics-Ingenieurin oder eines Photonics-Ingenieurs sind sehr vielseitig. Neben der Optoelektronik ist die Lasertechnik als grösstes Segment des schweizerischen Photonics-Marktes ein wichtiger Bestandteil des neuen Bachelorstudiums. Hochauflösende Kamerachips für 2D- und 3D-Anwendungen, die dazugehörige, ausgeklügelte Bildverarbeitung und die Displaytechnik bilden ein weiteres Standbein. Industrielle Beleuchtung und Lichttechnik sowie die Entwicklung und der Einsatz von optischen Messgeräten zur medizinischen Diagnostik, wissenschaftlichen Forschung oder Sicherheitsüberwachung sind ebenfalls Bestandteile des Studiums und eröffnen den Absolventinnen und Absolventen weitere Berufsrichtungen.

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Ich sehe in Photonics (m)ein Studium, welches mir die Zukunft öffnet. Die Naturwissenschaften und die feine Technik des Lichts haben mich bereits früh fasziniert. Und die bisherigen Erfahrungen haben mir gezeigt, dass ich an der richtigen Fachhochschule im richtigen Studium lerne.
Nuria Sánchez, Photonics-Studentin aus dem Aargau

Die neuen Technologien führen dazu, dass viele Produkte ein steigendes technisches Verständnis erfordern. Dadurch ändern sich auf die Anforderungen an einzelne Berufsfelder. Zukünftige Absolventinnen und Absolventen des Photonics-Studiums haben dadurch – neben dem klassischen Einsatz in der Forschung und Entwicklung – ein breites Spektrum an weiteren Möglichkeiten. Dank breitem Grundlagenwissen und Technologieverständnis stehen ihnen auch das Produktmanagement, der Vertrieb, die Applikationsberatung, die Qualitätsprüfung und das Marketing als Arbeitsfelder zur Auswahl – ein Spektrum, so breit wie jenes des Lichts.

Typische Branchen sind: Automatisierung und Industrie 4.0, Automobile und autonome Fahrzeuge, Bildverarbeitung und Vision-Systeme, Gestik-Steuerung und 3D-Technologie, Kamera- und Displaytechnologie, Kommunikation und Datenübertragung, Lasermaterialbearbeitung, Lasertechnik, Licht- und Beleuchtungstechnik, Life Sciences und Diagnostik, Messgerätetechnik, Optik und optische Simulationen, optische Sensoren und Opto-elektronik, Robotik, Sicherheit und Überwachung.

Bündner Photonics-Pionier
In Fachkreisen ist die Bedeutung der Anwendung des Photons schon lange bekannt. Es hat die Welt bereits verändert, steht aber dennoch erst am Anfang der Entwicklung. Das Photon wird unser Leben im 21. Jahrhundert entscheidend verändern.

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Das Photon transportiert 1000 Mal mehr Informationen über 1000 Mal längere Strecken als das Elektron. Elektronik war einmal, Photonics ist die Zukunft.
Beat De Coi, CEO, Espros Photonics AG

Ein Bündner mischt an vorderster Front als Schweizer Photonics-Pionier mit. «Es ist schon faszinierend, was mit Licht so alles angestellt werden kann: So haben moderne Uhren einen Sensor eingebaut, der nicht nur den Puls misst, sondern gleichzeitig auch noch die Sauerstoffsättigung im Blut. Das kann man easy mit Licht machen», schwärmt Beat de Coi, Gründer der Landquarter CEDES AG, von dieser allgegenwärtigen Technologie. 1986 gründete er gemeinsam mit seiner Frau das Photonics-Vorzeigeunternehmen CEDES im Bündner Rheintal. Ausserdem amtet de Coi als CEO und Verwaltungsratspräsident der ESPROS Photonics AG, ein von ihm im Jahr 2006 gegründetes Unternehmen in Sargans. Bereits der Name weist darauf hin, dass auch dieses Unternehmen im Photonics-Bereich angesiedelt ist. Die beiden Firmen ergänzen sich perfekt. Bei ESPROS Photonics werden die neusten Generationen von optischen Halbleitern entwickelt und hergestellt. Diese Chips bilden nicht selten das Herzstück der innovativen Produkte, welche CEDES anschliessend für den weltweiten Einsatz entwickelt und vertreibt. Die Sensorbranche befindet sich in einem starken Wachstum und die Transition von 2D zu 3D generiert weitere Applikationen und eröffnet oft ungeahnte Möglichkeiten. Beat de Coi ist zudem Hochschulrat der HTW Chur – er fördert und fordert die Technik an der Bündner Hochschule. Er sieht ein Bachelorstudium Photonics als «Riesenchance» für die HTW Chur und die Bündner Wirtschaft. Mit dem Aufbau dieses Studiums entwickelt die Bündner Fachhochschule ihre Technikkompetenz weiter, zum Wohle der Studierenden, der Unternehmen und des Kantons Graubünden. Die HTW Chur erkennt den aktuellen und zukünftigen Bedarf des Arbeitsmarktes und richtet ihr Studienangebot auf diese Bedürfnisse aus.


TOBIAS LEUTENEGGER, DR.
Studienleiter des Bachelorstudiums Photonics, Leiter des Instituts für Photonics und ICT (IPI )

Dies ist ein Beitrag des Magazins Wissensplatz der HTW Chur.

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