Optiek en Fotonica: Hightech Centrum voor het KIT

Vooruitstrevend onderzoek in optiek en fotonica heeft speciale cleanrooms nodig voor gevoelige onderdelen. (Foto: Sandra Göttisheim, KIT) / Cutting-edge research in optics and photonics needs special clean rooms for sensitive components. (Photo: Sandra Göttisheim, KIT)

In het nieuwe KCOP staan de onderzoekers vanaf 2026 ongeveer 2.000 vierkante meter aan uiterst moderne cleanroom- en laboratoriumruimtes ter beschikking. (Afbeelding: Nickl & Partner) / At the new KCOP, about 2,000 square meters of highly modern clean room and laboratory areas will be available to researchers as of 2026. (Image: Nickl & Partner)

Het Karlsruhe Center for Optics and Photonics (KCOP) krijgt vorm. In het nieuwe hoogtechnologische centrum van het Karlsruher Instituut voor Technologie (KIT) zullen toekomstige onderzoeksgroepen werken aan onderwerpen die licht of fotonen gebruiken voor diverse toepassingen. Daartoe behoren bijvoorbeeld hoogefficiënte zonne-energie, 6G-communicatie en glasvezelnetwerken, nieuwe kwantensensoren en supergeleidende detectors, evenals extreem snelle 3D-beelduitslag en hoogwaardig micro- en ultrasnelle microscopie voor de levenswetenschappen. De ingebruikname van het gebouw ter waarde van 56 miljoen euro is gepland voor begin 2026.

“Wetenschap heeft inspirerende plekken nodig zoals het KCOP, waar expertise, excellentie en uitstekende laboratoriumuitrusting samenkomen, evenals interdisciplinaire samenwerking,” zei professor Oliver Kraft, vicevoorzitter voor onderzoek van het KIT, tijdens de feestelijke oplevering van het nieuwe gebouw vorige week (1 december 2023). “Synergieën, ideeën en innovaties kunnen zo eenvoudiger vorm krijgen en uiteindelijk een belangrijke bijdrage leveren aan de technologische en digitale soevereiniteit van Duitsland.”

Optiek en fotonica behoren tot de sleuteltechnologieën van onze moderne samenleving. Of het nu glasvezel, zonne-energie, sensoren, microscopen, microchips of nanomaterialen zijn, ze hebben allemaal te maken met het gebruik van licht. “Onze technologieën zijn essentiële onderdelen van de energietransitie, digitalisering en netwerken, of van dataverzameling in industrie en wetenschap,” vat Christian Koos samen, professor aan het Instituut voor Fotonica en Quantum Elektronica en het Instituut voor Microstructuurtechniek van het KIT en wetenschappelijk directeur van het KCOP (in afzonderlijke letters, in het Duits, uitspreken).

2.000 vierkante meter cleanroom- en laboratoriumruimte

Om toponderzoek op deze gebieden uit te voeren, zijn uitstekende laboratoriumomstandigheden en topkwaliteit laboratoriumuitrusting noodzakelijk, aldus Koos. Niet alleen zijn de benodigde apparaten hooggespecialiseerd, ook de ruimtes moeten aan bijzondere eisen voldoen, voegt Dr. Lothar Hahn toe, projectmanager van het KCOP: “We hebben bijvoorbeeld cleanrooms nodig, dat zijn ruimtes met heel weinig deeltjes. Waarom dat belangrijk is, laat een vergelijking zien: een menselijk haar is ongeveer 20 keer dikker dan een van onze onderdelen. Elk deeltje zou onze onderdelen kunnen beschadigen.” Het in stand houden van deze randvoorwaarden is echter arbeidsintensief. Tot nu toe beschikken verschillende instituten van het KIT over kleinere, soms verouderde cleanrooms. Het KCOP wil nieuwe maatstaven zetten en synergieën benutten. “Vanaf 2026 kunnen onderzoeksgroepen een internationaal toonaangevend technologieplatform gebruiken met ongeveer 2.000 vierkante meter cleanroom- en laboratoriumruimte, evenals een verzameling apparaten die dankzij gedeeld gebruik efficiënt kunnen worden bediend,” aldus Koos. Omdat er slechts weinig plaatsen in Europa zijn waar je zoals in Karlsruhe optiek en fotonica specifiek kunt studeren, wordt het KIT met het KCOP nog aantrekkelijker voor onderzoekers, studenten en industriële partners.

Interdisciplinaire dynamiek, duurzaam gebouw

Voor hem is vooral interessant dat onderzoekers uit verschillende vakgebieden bij het KCOP onder één dak kunnen samenwerken en uitwisselen: “Het KCOP zal een geheel nieuwe interdisciplinaire dynamiek ontketenen,” zegt Koos. Het technologiecentrum is vooral bedoeld voor instituten van het KIT, maar externe onderzoeksgroepen moeten er ook kunnen werken. De geplande onderzoeksgebieden variëren van hernieuwbare energie, nieuwe communicatietechnologieën en kwantumcomponenten tot levenswetenschappen, digitale fabricage op nanoschaal en op maat gemaakte materialen.

De Helmholtz-gemeenschap ondersteunt de nieuwbouw met ongeveer 50 miljoen euro, nog eens zes miljoen komen van het KIT. Tot nu toe verloopt de bouw volgens planning en budget. Bij de planning is er al op gelet dat het gebouw voldoet aan de zilveren standaard in het “Beoordelingssysteem Duurzaam Bouwen” van het Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen, benadrukt Lothar Hahn. Speciale maatregelen omvatten onder andere een hoge dichtheid van het gebouw, een zeer efficiënte warmteterugwinning, en het gebruik van gerecyclede materialen en milieuvriendelijke bouwstoffen. De restwarmte van een ander groot experiment in de nabijheid kan worden gebruikt voor het verwarmen van het gebouw.

Als “De onderzoeksuniversiteit binnen de Helmholtz-gemeenschap” creëert en verspreidt het KIT kennis voor samenleving en milieu. Het doel is om belangrijke bijdragen te leveren aan de mondiale uitdagingen op het gebied van energie, mobiliteit en informatie. Daarvoor werken ongeveer 9.800 medewerkers op een brede interdisciplinaire basis in natuur-, ingenieur-, economische, geestes- en sociale wetenschappen samen. Met haar 22.300 studenten bereidt het KIT hen voor op verantwoordelijke taken in samenleving, economie en wetenschap via een onderzoeksgericht universitair onderwijs. De innovatieactiviteiten van het KIT slaan een brug tussen kennis en toepassing ten behoeve van de samenleving, economische welvaart en het behoud van onze natuurlijke leefomgeving. Het KIT is een van de Duitse excellentie-universiteiten.