Van supersnel internet en medische scanners tot fotonische chips en uiterst gevoelige sensoren: fotonica zit op steeds meer plaatsen in ons dagelijks leven. VUB en UGent leiden al twintig jaar samen ingenieurs op in die technologie. Op 19 en 20 oktober vieren beide universiteiten die verjaardag met een internationaal symposium over onder meer fotonische chips, kwantumtechnologie en nieuwe industriële toepassingen. De VUB is met de onderzoeksgroep B-PHOT al meer dan dertig jaar pionier in fotonica.
"Het bijzondere aan fotonica is dat licht veel meer kan dan alleen iets zichtbaar maken", zegt VUB-professor Heidi Ottevaere. "We kunnen er informatie mee versturen, uiterst kleine veranderingen mee meten en nieuwe medische en industriële toepassingen mee ontwikkelen. Veel mensen gebruiken fotonica elke dag zonder te weten dat het fotonica is."
In 2006 begonnen VUB en UGent samen met de masteropleiding Photonics Engineering. Twintig jaar later zijn er meer dan 500 fotonica-experts afgestudeerd, van wie het merendeel internationale studenten. Veel alumni werken vandaag bij topbedrijven en vermaarde onderzoeksinstellingen in Vlaanderen en elders in de wereld.
Het jubileum wordt op 19 en 20 oktober gevierd met het symposium Advancing Excellence in Photonics for Flanders and the World. Internationale wetenschappers, vertegenwoordigers uit de industrie, alumni en studenten komen er samen rond recente ontwikkelingen en toekomstige uitdagingen in de fotonica.
Heidi Ottevaere
Professor Heidi Ottevaere staat aan het hoofd van de vakgroep Toegepaste Natuurkunde en Fotonica aan de VUB en is sinds 15 jaar verantwoordelijk voor de masteropleiding Fotonica. Ze doet binnen B-PHOT onderzoek naar biofotonica, waarbij lichttechnologie onder meer wordt ingezet voor medische toepassingen en metingen van vervuiling in water. Op het symposium blikt ze samen met emeritus UGent-professor Roel Baets terug op twintig jaar gezamenlijke fotonicaopleiding.
Fotonica is, eenvoudig gezegd, de wetenschap en technologie van licht. Zoals elektronica gebruikmaakt van elektronen, gebruikt fotonica licht om bijvoorbeeld informatie over te brengen, beelden te maken of uiterst kleine veranderingen te meten. Dat klinkt misschien abstract, maar de toepassingen zijn heel concreet.
Fotonica speelt een rol in onder meer optische communicatie, beeldvorming, lasertechnologie, fotonische chips, artificiële intelligentie, medische en industriële sensoren en duurzame energie. Ze kan worden gebruikt om grote hoeveelheden informatie te versturen, stoffen te herkennen of zeer nauwkeurige metingen uit te voeren. Licht dient daarbij niet alleen om iets zichtbaar te maken, maar ook als drager van informatie en als uiterst precies meetinstrument.
“Het internationale netwerk is misschien wel een van de mooiste resultaten van twintig jaar samenwerking”
Dat brede toepassingsgebied komt ook terug in de Engelstalige Master of Science in Photonics Engineering. Studenten krijgen na deze tweejarige opleiding een gezamenlijk diploma van VUB en UGent en combineren fotonica met onder meer elektronica, fysica, materiaalkunde, informatietechnologie en biowetenschappen.
Tijdens het symposium vertellen verschillende alumni waar die opleiding hen heeft gebracht. Peru Dharani is senior vice-president onderzoek bij Barco. Pierre Wahl is medeoprichter en hoofd onderzoek bij Luceda Photonics, een spin-off van UGent, imec en VUB die software ontwikkelt voor het ontwerp van fotonische chips. Adetunmise Dada is associate-professor aan de Universiteit van Glasgow en werkt aan kwantumtechnologieën. Ook Joanne Oh, actief in optische metrologie bij ASML, en Arno Bouwens, VP Engineering bij het Franse biotechbedrijf Amatera, behoren tot de alumni die tijdens het symposium aan bod komen.
"Toen deze gezamenlijke opleiding twintig jaar geleden begon, konden we onmogelijk voorspellen waar onze afgestudeerden uiteindelijk allemaal terecht zouden komen", zegt Ottevaere. "Vandaag werken meer dan 500 oud-studenten in de fotonica, in bedrijven en universiteiten verspreid over de wereld. Dat internationale netwerk is misschien wel een van de mooiste resultaten van twintig jaar samenwerking."
Masterstudenten komen rechtstreeks in aanraking met onderzoek dat in Brussel en Gent wordt gedaan. "VUB en UGent hebben elk hun eigen expertise", zegt Ottevaere. "Precies daarin zit de kracht van de samenwerking. Studenten krijgen niet alleen les aan twee universiteiten, maar komen ook in contact met verschillende onderzoeksteams, technologieën en manieren om fotonica toe te passen."
Brussel: pionier in fotonica
Aan de VUB begon het fotonicaonderwijs al vóór de gezamenlijke master met UGent. Professor Hugo Thienpont richtte meer dan dertig jaar geleden de onderzoeksgroep B-PHOT Brussels Photonics op. In 1993 lanceerde hij samen met professor Irina Veretennicoff de eerste ‘Master in de Ingenieurswetenschappen: Fotonica’ op het Europese vasteland.
Vandaag telt B-PHOT ongeveer zeventig onderzoekers en technologie-experts. De groep onderzoekt onder meer hoe licht heel precies kan worden vormgegeven, hoe optische vezels als sensoren kunnen dienen en hoe stoffen met licht kunnen worden herkend. Ook fotonische chips behoren tot het onderzoeksgebied: minuscule structuren waarin licht wordt opgewekt, gestuurd of verwerkt.
“Fotonica is bij uitstek een vakgebied dat vooruitkijkt”
Een ander domein is de combinatie van lichttechnologie met biologie en geneeskunde, een van de onderzoeksgebieden van Heidi Ottevaere. Ze ontwikkelt optische sensoren en meetsystemen voor medische toepassingen en milieumetingen, bijvoorbeeld om ziektes vroegtijdig en zonder ingreep op te sporen of vervuilende stoffen in water te meten.
Hoe ver precisietechnologie met licht kan gaan, toont ook het VUB-programma op 20 oktober. Professor Michael Vervaeke van B-PHOT licht er toe welke uiterst precieze optische technologie nodig is voor de Einsteintelescoop, het geplande Europese observatorium voor zwaartekrachtsgolven. Hij bespreekt hoe VUB-onderzoek naar extreem precieze optische spiegels en het manipuleren van laserlicht kan bijdragen aan de ontwikkeling van deze nieuwe generatie detector.
Het onderzoek in Gent
Aan UGent onderzoekt de Photonics Research Group, verbonden aan imec en geleid door professor Dries Van Thourhout, hoe lichttechnologie kan worden ontwikkeld voor nieuwe toepassingen. De groep werkt onder meer aan fotonische chips, snellere communicatie, sensoren, medische technologie en nieuwe computertechnologie. Ook lasers en biosensoren behoren tot de onderzoeksdomeinen.
De toekomst
Ottevaere kent het VUB-fotonicaonderwijs niet alleen als professor. Ze studeerde in 1997 aan de VUB af als elektrotechnisch ingenieur met fotonica als specialisatie en behaalde er in 2003 haar doctoraat.
"Twintig jaar is een mooi moment om achterom te kijken, maar fotonica is bij uitstek een vakgebied dat vooruitkijkt", zegt Ottevaere. "Er komen voortdurend nieuwe manieren bij om licht te gebruiken. Onze belangrijkste opdracht blijft daarom dezelfde: jonge ingenieurs opleiden die begrijpen wat met licht mogelijk is en daar vervolgens nieuwe toepassingen voor bedenken."
"AI biedt nieuwe mogelijkheden voor fotonica"
Rector Jan Danckaert vierde het jubileum van fotonica mee. Hij haalde in zijn speech herinneringen op en beschouwde de toekomst.
“Voor mij is de geschiedenis van deze opleiding ook persoonlijk. Als jonge postdoc bij wat toen het Departement Toegepaste Natuurkunde aan de VUB heette, maakte ik het prille begin vanop de eerste rij mee. Later gaf ik jarenlang samen met mijn collega Kristiaan Neyts van de UGent het vak Optical Materials.”
“In die twee decennia hebben we veel geleerd over hoe je een gezamenlijke opleiding organiseert. Het vergde een volgehouden inspanning, maar zo kregen onze studenten toegang tot de expertise van beide universiteiten. Dat was onze gezamenlijke ambitie.”
“De AI-revolutie stelt ons voor een dringende uitdaging: hoe kunnen we meer data verplaatsen en verwerken zonder de energievraag ongecontroleerd te laten groeien? Fotonica heeft daarin een centrale rol te spelen.”
“Nu AI tegen fysieke grenzen en een steeds toenemende energievraag aanloopt, komt fotonica te hulp met optische informatieverwerking. Maar de relatie werkt ook in de andere richting: AI biedt nieuwe mogelijkheden om fotonische systemen te ontwerpen en aan te sturen.”
“We moeten de aannames van AI begrijpen, de resultaten in vraag stellen en onze ontwerpkeuzes kunnen verdedigen. Die verantwoordelijkheid blijft de onze.”
“De pioniers die we vandaag eren, hebben kansen gecreëerd voor generaties studenten. Aan onze studenten en alumni: jullie zullen bepalen wat hierna komt.”