Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Hochproduktive optische Beschichtungen für die Zukunft
Präzision in Schichten
Präzisionsoptik ist ein Schlüssel moderner Technologien: Von digitaler Kommunikation über autonome Systeme bis hin zur Medizintechnik wird die Leistungsfähigkeit optischer Anwendungen maßgeblich durch hochentwickelte Beschichtungen bestimmt. Gleichzeitig steigen jedoch die Anforderungen an Produktion und Prozesskontrolle. Moderne Beschichtungsanlagen und datengetriebene Prozesse ermöglichen es, diese komplexen Schichtsysteme mit hoher Präzision, Stabilität und Produktivität zuverlässig herzustellen.
Megatrends treiben den Bedarf an Präzisionsoptik
Digitale Transformation, vernetzte Mobilität und Medizintechnik treiben den weltweiten Photonikmarkt dynamisch voran. Kamerasysteme in Smartphones und Fahrzeugen, LiDAR-Sensorik und maschinelles Sehen, hyperspektrale Erdbeobachtung, Halbleiterfertigung sowie AR/VR erzeugen einen rasant wachsenden Bedarf an präzisionsoptischen Dünnschichten. Diese Anwendungen verlangen extrem enge Toleranzen, geringe Verluste und hohe Langzeitstabilität – häufig auf dünnen Substraten und im Wafer-Maßstab. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Produktivität, Automatisierung, Reinraumintegration und datengetriebene Prozesskontrolle.
Der Markt wächst entsprechend dynamisch: Die globale Photonikindustrie erreichte 2022 ein Volumen von rund 865 Mrd. USD bei einem jährlichen Wachstum von etwa sechs bis sieben Prozent. In Deutschland erwirtschaftete die Branche im Jahr 2024 rund 50 Mrd. EUR1. Besonders stark entwickelt sich der Bereich Komponenten und Materialien – und damit auch optische Filter und Beschichtungen. Für diese Systeme bedeutet das: steigende Stückzahlen, komplexere Designs mit hunderten bis tausenden Schichten (10 bis 100 µm Gesamtdicke) sowie strengere Spezifikationen hinsichtlich Uniformität bis hin zu 99,8 Prozent und reproduzierbarer Gradientenprofile. Neue Gerätegenerationen – von autonomen Sensoren über medizinische Diagnostik bis zu Kleinsatelliten – verlangen zudem kompaktere, leichtere und energieeffizientere Lösungen.
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1 Spectaris, Trend Report Photonics 2025/2026
Präzision trifft industrielle Robustheit
Um diesen Bedarf nachhaltig zu bedienen, braucht es Produktionssysteme, die höchste Präzision mit industrieller Robustheit verbinden. Gefordert sind stabile Sputterprozesse ohne Reaktivgasdrift, lange Standzeiten, simultane doppelseitige Beschichtung für dünne Wafer sowie präzises In-situ-Monitoring und softwaregestützte Regelung. So lassen sich Ausbeute, Durchsatz und Qualität gleichzeitig steigern – eine Voraussetzung für wettbewerbsfähige Präzisionsoptik »Made in Europe«.
Trends und Anforderungen neuer Gerätegenerationen
Besonders gefragt sind heute Wafer-Level-Filter bzw. Filter-on-Chip, laserresistente Beschichtungen für Sicherheits- und Medizintechnik sowie Multi-Gradientenfilter für kompakte Spektroskopiesysteme – alles nur mit reproduzierbarer Hochpräzision wirtschaftlich herstellbar. Gleichzeitig wächst angesichts globaler Lieferkettenrisiken der Bedarf an skalierbaren Fertigungskapazitäten in Europa.
»Die Photonik gehört zu den Schlüsseltechnologien unserer Zeit. Hochpräzise optische Beschichtungen entscheiden darüber, wie leistungsfähig Sensoren, Lasersysteme oder Instrumente für Satelliten sind. Mit unseren Beschichtungstechnologien schaffen wir die Grundlage dafür, diese Systeme zuverlässig und skalierbar zu produzieren.«
Prof. Dr.-Ing. Christoph Herrmann, Institutsleiter