Genau wie Feuer zieht sich Licht durch alle menschlichen Kulturen, ganz egal ob es sich um die Sonne, eine Kerze, Fackel, Straßenlaterne oder einen Laser handelt. Alles Leuchtende ist eben etwas Faszinierendes und Mysteriöses zugleich. Dabei ist Licht nichts anderes als Strahlung. Und zwar eine solche, die mit dem menschlichen Auge wahrgenommen werden kann. Am besten funktioniert das, wenn die Wellenlänge zwischen 380 und 780 Nanometern liegt, und am empfindlichsten reagieren wir auf grüngelbes Licht mit circa 555 Nanometern. Auch die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum lässt sich mit 299.792.458 Metern pro Sekunde exakt definieren und die Lichtstärke (Candela) einer Lichtquelle gibt die Energie an, mit der in einer bestimmten Zeitspanne und Richtung Licht einer bestimmten Frequenz ausgesendet wird.

Licht hat viele, unglaublich spannende Eigenschaften. Hiermit beschäftigt sich das ingenieurwissenschaftliche Spezialgebiet der Optoelektronik. Die Wortkombination aus Optik und Mikroelektronik meint dabei weit mehr als die Erzeugung von Licht. Es geht um elektronische Bauelemente und Verfahren, die elektronisch erzeugte Daten in Lichtemissionen umwandeln – und umgekehrt. Dazu gehört ebenfalls die Umwandlung von elektrischer Energie in Licht beziehungsweise die Wandlung von Licht in Energie. Leuchtende Beispiele aus der Praxis dieses Fachgebiets sind nicht nur Leucht- und Fotodioden, Laser, Solarzellen, Lichtschranken und Dämmerungsschalter, sondern auch Digitalkameras, DVD-Player oder der Besuch im Solarium. Eins ist klar: Wer sein Studium mit Licht und Optik plant, steht in Zukunft garantiert nicht auf der Schattenseite, denn Optoelektronik ist ein echter Lichtblick für eine erfolgreiche Ingenieurkarriere.

Es werde Licht!
Betrachtet man mal genauer, in welchen Produkten Optoelektronik steckt, dann wird deutlich, dass diese Ingenieurdisziplin nicht nur eine Schlüsseltechnologie der Zukunft ist, sondern schon ganz konkret in unserem technischen Alltag steckt. Ohne den entsprechenden Abtast-Laser würde von keiner CD Musik erklingen, riesige Datenmengen könnten nicht rasend schnell durch Hochleistungs-Glasfaserkabel um die Welt rauschen und die Kassiererin im Supermarkt hätte keinen blitzschnellen, rotleuchtenden Scanner als flinken Helfer zur Preiserfassung in der Hand.

Auch in der Fahrzeugtechnik, in der Kommunikationstechnik oder im Medizinbereich geht’s nicht mehr ohne optische Technologien. So stecken in den Autos der Zukunft optische Systeme, die das Fahrzeug wie von Geisterhand einparken lassen, Autos im „toten Winkel“ erkennen oder den Fahrer vor drohendem Sekundenschlaf warnen. Computerchips der nächsten Generationen werden dank kurzwelliger Strahlung und den dadurch erzielten neuen Fertigungsmethoden 100 Mal schneller sein und 1.000 Mal mehr Daten speichern als aktuelle Fabrikate. Im Operationssaal von morgen sorgen hocheffiziente UV-Lampen für keimfreie Luft und der Chirurg kann ein Gerät mit einer gerade mal drei Millimeter breiten „sehenden Nadelspitze“ einsetzen, in die ein komplettes endoskopisches System integriert ist. Selbst klassische Schweiß- und Schneidegeräte könnten bald Technik von gestern sein, denn Optoelektroniker arbeiten an Geräten in Taschenlampengröße, die Laserlicht so stark bündeln, dass man damit Stahlplatten zerschneiden kann wie warme Butter.

Sogar der klassische Bereich der Lichterzeugung steht vor einer optoelektronischen Revolution. Schließlich macht die Beleuchtung in unserer modernen Gesellschaft gewaltige 19 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs aus. Moderne Hochleistungs-LEDs würden nur die Hälfte an Energie benötigen und den weltweiten CO₂-Ausstoß gleichzeitig um 1.000 Millionen Tonnen reduzieren. Neue Verbindungen, Verkabelungen und andere optische Technologien in der Kommunikationstechnik könnten auch das Internet energiefreundlicher machen – jenes verbraucht zurzeit nämlich mehr Energie als der internationale Flugverkehr.

Das Innovationspotenzial der Optoelektronik ist immens und Einsatzmöglichkeiten bieten sich Nachwuchsingenieurinnen und -ingenieuren in nahezu allen Branchen. Sie reichen von der klassischen optischen Industrie über Forschungsinstitute, den Automobil- und Maschinenbau bis hin zu Medizin, Solar- und Biotechnologie, Umwelttechnik, Messtechnik oder Sensorik. Das Interessante daran: Circa 90 Prozent der Firmen, die optoelektronische Bauteile und Produkte herstellen, sind kleine und mittelständisch geprägte Unternehmen.

Hochschulen im Licht der optischen Technologien
Die deutschen Hochschulen haben in Bezug auf diese wichtige Zukunftsbranche zum Glück schon vor einiger Zeit ihre Erleuchtung gehabt. Die Studienbedingungen für Optoelektronik und andere optische Technologien gelten hierzulande mittlerweile als sehr gut. Man hat die Wahl. Entweder man beginnt mit einem klassischen ingenieur- oder naturwissenschaftlich-technischen Studiengang und spezialisiert sich in den weiterführenden Semestern auf optische Angelegenheiten aus Bereichen wie Lasertechnik, Werkstofftechnologie, Bildverarbeitung und Mikrosystemtechnik oder man entscheidet sich von vornherein für einen entsprechende Bachelor- oder Master-Spezialstudiengang der Optoelektronik.

Wählt man einen solchen, dann sorgen in den ersten Semestern folgende Themen für lichte Momente: Mathematik, Physik und Informatik, Technisches Zeichnen, Digitaltechnik, Grundlagen der Elektronik und Elektrotechnik oder optoelektronische Bauelemente und Schaltungstechnik. In den weiterführenden Semestern wird es dann noch etwas optischer. Jetzt stehen Seminare und Vorlesungen zu Festkörperphysik, optischen Werkstoffen und Fertigungsverfahren, Laseranwendungen, optischer Kommunikationstechnik, Systemtheorie und Simulation oder Projektmanagement auf dem Stundenplan. Auch ein Praxissemester oder ein mehrwöchiges Praktikum bei Firmen, die sich mit optischen Technologien beschäftigen, wird von vielen Hochschulen in die Ausbildung der Studierenden integriert. In Richtung Bachelorarbeit und Abschlussprüfungen bewegt man sich danach zwar noch nicht mit Lichtgeschwindigkeit, aber Schwerpunkte und Wahlpflichtfächer der Optoelektronik leuchten jetzt nochmals hell am studentischen Firmament. Dabei kann es sich um Kamera- und Displaytechnik, optische Messtechnik und Sensorik, biomedizinische Optik, Infrarottechnik, industrielle Bildverarbeitung oder um Lasertechnik und Laseranwendungen handeln.

Hat man seinen Ingenieurabschluss der Optoelektronik dann endlich in der Tasche, strahlt man sicherlich übers ganze Gesicht. Schließlich ist man jetzt ganz nah dran an der spannenden Berufswelt der Photonik-Branche und nicht Lichtjahre vom Heimatplaneten entfernt wie Raumschiff Enterprise.
Also, Photonenkanonen und Überlicht-Antrieb auf Vollgas und eintauchen in die Magie von Licht und Optik!
Man darf gespannt sein, welche Innovationen Ingenieurinnen und Ingenieure demnächst das Licht der Welt erblicken lassen.