Weltpremiere für disruptive Streak-Kamera in Straßburg

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Optronis entwickelt eine neue, ultraschnelle Kamera auf einer neuen Technologiebasis, gefördert von der Transfergesellschaft Conectus

Weltpremiere für disruptive Streak-Kamera in Straßburg

Conectus und Optronis aus Deutschland haben einen exklusiven Lizenzvertrag für die weltweite Nutzung der Solid State Streak Kamera Technologie (S3C Technologie) des elsässischen Labors ICube unterzeichnet. Das Ergebnis der Zusammenarbeit ist eine neue, weltweit einzigartige ultra-schnelle Kamera für Forschung und Industrie. Ein erstes Modell steht Forschern und Ingenieuren ab August 2020 zur Verfügung.
Diese ultra-schnelle Kamera (auch "Streak-Kamera" genannt) ist ein technisches Präzisionsinstrument, mit dem für das menschliche Auge unsichtbare Phänomene analysiert und optimiert werden können. Dieser Kameratyp kommt hauptsächlich in der Wissenschaft, Forschung und Industrie zum Einsatz.
Obwohl die Technologie gut erprobt ist, haben aktuelle Modelle einige Nachteile. Für viele Anwendungen sind sie nicht robust genug und zu unhandlich. Dazu kommen hohe Anschaffungskosten von durchschnittlich 100.000 Euro.
Die neue Kamera S3C-1 bietet eine neue und disruptive Alternative.

Eine zu 100 Prozent disruptive Kamera
Bei der S3C-1 handelt es sich um die erste kommerziell verfügbare Streak-Kamera basierend auf CMOS Halbleitersensor (Solid State). Die S3C Technologie ersetzt Hochgeschwindigkeits-Drehspiegel oder lichtverstärkende Vakuumröhren.

Die S3C-1 ist:

  • deutlich kompakter (12 cm3 Würfel / andere Kameras haben Schrankgröße) 
  • deutlich leichter (2 kg anstatt 20 kg+) 
  • deutlich robuster (resistent gegen Stöße oder intensives Licht, was den Einsatz unter rauen Bedingungen erleichtert)

Die zeitliche Auflösung der S3C-1 liegt im Bereich einer Nanosekunde (siehe Datenblatt im Anhang). Darüber hinaus verfügt sie über ein neues Feature: eine kontinuierliche Aufzeichnung, die es ermöglicht, Aufnahmen auch nach dem Eintreten eines Ereignisses zu machen. Das ist sehr nützlich für Ereignisse, bei denen der genaue Zeitpunkt der Auslösung nicht bekannt ist, z.B. bei Forschungs- und Testexperimenten. Die Bildaufnahmerate beträgt mehr als 1 Terabyte/Sekunde.
Diese Kamera ist für Nutzer aus den Bereichen Pharmazie, Chemie, Verteidigung, Nukleartechnik, Mikromechanik und gepulste Laserverfahren gedacht.

Ein Rohdiamant, im Herzen der öffentlichen elsässischen Forschung geboren
Die einzigartige Technologie der S3C-1 ist das Ergebnis der wissenschaftlichen Exzellenz des ICube-Labors und eines seiner Teams unter der Leitung von Wilfried Uhring. Dieses Labor arbeitet seit vielen Jahren mit dem deutschen Unternehmen Optronis zusammen, um diese Technologie zu verfeinern und weiter zu entwickeln. Im Jahr 2011 wurden ihre Forschungsergebnisse vom Institut INSIS des CNRS anerkannt.
Es wurden immer schneller Fortschritte gemacht bis zum entscheidenden Prototypstadium. Dann startete die Zusammenarbeit mit SATT Conectus.

Caroline DREYER, Präsidentin von SATT Conectus, erinnert sich an die Herausforderung: "Nach einer Untersuchung des wirtschaftlichen Potenzials dieser aufstrebenden Technologie beschloss Conectus im Jahr 2017, den fehlenden Impuls zu geben: finanzielle Investitionen zur Herstellung eines funktionierenden Prototyps des Sensors, des Herzstücks der Kamera S3C-1, um so einen großen Schritt in Richtung Industrialisierung zu machen. Optronis konzentrierte sich auf Elektronik-, Software- und Design-Entwicklungen, um die komplette Kamera zu konzipieren. Heute schließt sich der Kreis: Wir haben gemeinsam eine Erfindung, die aus der akademischen Forschungsarbeit hervorgegangen ist, in ein konkretes Produkt für den Markt verwandelt. Darum geht es uns doch!"

Michel DE MATHELIN, Direktor des ICube-Labors, fügt hinzu: "Das Team für heterogene Systeme und Mikrosysteme (HSM) des ICube-Labors entwickelt seit über 30 Jahren ultraschnelle Bildgebungssysteme und ist auf die Streak-Kameras spezialisiert, eine Technik, die 100 bis 1000 Mal schneller ist als die herkömmliche optische Bildgebung. Die Leistungsfähigkeit dieser Systeme wurde sehr oft für die Forschung im Bereich der medizinischen Bildgebung im Labor genutzt. Die ursprüngliche Idee, diese Bildtechnik in die CMOS-Technologie zu übertragen, entstand 1999 im ICube-Labor. Dieser neue Ansatz ermöglicht es, praktisch alle Funktionen der Streak-Kamera in einen integrierten Schaltkreis-Chip zu integrieren, der mit einer Technologie hergestellt wird, die der der Fotosensoren von Smartphones ähnelt. Dies macht sie zu einer kompakten, zuverlässigen, leicht zu produzierenden und potenziell kostengünstigen Kamera, die gleichzeitig zusätzliche Funktionen wie Blendschutz und Nachauslösung bietet. 20 Jahre Forschung waren nötig, um ein Industrieprodukt mit solch einer Leistung zu entwickeln." 

Dr. Patrick SUMM, Geschäftsführer von Optronis, sagt abschließend: "Optronis, ein Hauptakteur im Bereich der Streak-Kameras, hat es sich zur Aufgabe gemacht, die S3C-Technologie zu entwickeln und zu industrialisieren. Dank SATT Conectus konnten wir diese neue Kamera gemeinsam marktreif machen und Optronis konzetrierte sich auf den Erwerb einer exklusiven weltweiten Lizenz. Wir stehen auf einem soliden Fundament, weil die Technologie von Conectus bereits erprobt ist. Diese Kamera bringt eine Innovation für alle, die sich mit der Erforschung schneller physikalischer Phänomene beschäftigen. Unser Ziel ist es, diese globale Innovation zu attraktiven Kosten anbieten zu können. Es ist für uns von grundlegender Bedeutung, den Zugang zu Innovationen zu demokratisieren und sie einer möglichst großen Zahl von industriellen Akteuren zugänglich zu machen. Diese Kamera richtet sich an potentielle Nutzer in den Bereichen Pharmazie, Chemie, Verteidigung, Nukleartechnik, Mikromechanik und gepulste Laser".

ÜBER STREAK-KAMERAS

Eine Streak-Kamera erlaubt es, die zeitliche Entwicklung eines Lichtsignals entsprechend eines Beobachtungsspaltes zu visualisieren. Diese Art von Bildern wurde in den 1950er Jahren eingeführt, um eine bessere zeitliche Auflösung zu erreichen. Unabhängig von der verwendeten Technologie, ob Spiegel oder rotierende Trommeln, Vakuumröhren oder Halbleiter, ermöglicht die Streak-Technologie eine Verbesserung der zeitlichen Auflösung von 100 bis 1000 im Vergleich zur traditionellen Bildverarbeitung.


ÜBER OPTRONIS GmbH
Optronis bietet innovative Kameras zur Erfassung schneller und ultraschneller optischer Ereignisse. Für Forschungsanwendungen werden Streak-Kameras zur Verfügung gestellt, die optische Pulse mit ultrahoher zeitlicher Auflösung bis hinunter zu Pikosekunden analysieren. Die erste kommerziell erhältliche Festkörper-Streak-Kamera 3SC-1 mit einer Auflösung im Nanosekundenbereich wird vorgestellt. Wissen, Erfahrung und technische Leidenschaft werden kombiniert, um Kameras für Kunden mit spezifischen und anspruchsvollen Messaufgaben zu entwickeln. Optronis macht Zeit sichtbar. https://optronis.com/


ÜBER DAS ICUBE-LABOR / Heterogene Systeme und Mikrosysteme

Im Jahr 2013 entstand das ICube-Labor, ein Projekt unter der Schirmherrschaft des CNRS, der Universität Straßburg, der ENGEES und des INSA in Straßburg. Das Labor vereint zu gleichen Teilen zwei wissenschaftliche Gemeinschaften an der Schnittstelle zwischen der digitalen und der physischen Welt. Mit fast 650 Mitgliedern ist sie eine wichtige Forschungsgruppe am Standort Straßburg. Die Hauptanwendungsbereiche von ICube sind Technik für Gesundheit, Umwelt und nachhaltige Entwicklung. https://icube.unistra.fr/

ÜBER SATT CONECTUS
Als Bindeglied zwischen der öffentlichen elsässischen Forschung und den Unternehmen bringt SATT CONECTUS die Erfindungen, die im Herzen der Labors geboren werden, auf den Markt. Es schützt ihre Entdeckungen, finanziert und begleitet vielversprechende Projekte bis zur Übernahme durch Industrielle und/oder Investoren und trägt dabei das technologische und finanzielle Risiko. Conectus ist auch Betreiber im Namen der Mehrheit seiner Aktionäre für die Umsetzung von Partnerschaften zwischen Forschern und Unternehmen.
www.conectus.fr ○ http://conectlabs.conectus.fr/ ○ @ConectusAlsace
* Gesellschaft für Technologietransfer-Beschleunigung
Seit 2012: 1.205 Verträge zur Zusammenarbeit zwischen Forschern und Unternehmen unterzeichnet ○ 113 innovative Projekte finanziert ○ 103 Technologietransfers abgeschlossen ○ 22 Start ups gegründet + 110 Millionen Euro von Investoren eingeworben I Aktionäre: CNRS, INSERM, ENGEES, INSA, UNIVERSITE DE STRASBOURG, UNIVERSITE DE HAUTE ALSACE, BPIFRANCE

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