Prof. Dr. Lothar U. Kempen

Prof. Dr. Lothar Kempen studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik mit Schwerpunkt Nachrichtentechnik.  Nach seinem Abschluss als Diplom-Ingenieur 1992 erforschte er als wissenschaftlicher Assistent am Paul Scherrer Institut Zürich neuartige mikrooptische Herstellungsverfahren und optische Sensormodule.  1996 erhielt er für seine Arbeiten von der Universität Neuchâtel (Schweiz) den Titel „Docteur ès Sciences“ (Doktor der Wissenschaften).  Danach lebte und arbeitete er für 15 Jahre in den USA, wo er zahlreiche Entwicklungsprojekte initiierte und leitete.

Er begann als Senior Scientist bei der Firma Physical Optics Corporation (POC) in Torrance, Kalifornien (Los Angeles County). Zwei Jahre später spaltete sich die F&E-Abteilung von POC als eigenständige Firma unter dem Namen Intelligent Optical Systems (IOS, Torrance, Kalifornien) ab, bei der er als „Team Leader, Electro-Optical Sensor Systems“ die Labors mit aufbaute und vielfältige Entwicklungsprojekte neuartiger elektrooptischer Sensorsyteme für Vibration, Druck, optische Größen, chemische und biologische Konzentrationen im Auftrag von NASA, U.S. Nationallabors (NIH, DoD), Boeing und anderen Industriepartnern durchführte.

2000 war er Mitgründer einer Startup-Firma für integriert-optische Kommunikationsmodule (Optinetrics Inc., Torrance, Kalifornien), die mit Venture-Kapital Investitionen von über $22M von 3 Gründungmitgliedern auf auf 32 Mitarbeiter expandierte. Dort war er als Entwicklungsleiter (Vice President of Engineering) verantwortlich für den Aufbau einer optischen Hightech-Firma von Grund auf, inklusive der Hands-on Entwicklung der Kernprozesse und Designs, Definition und Konstruktion von Laboren, Reinräumen und Produktionsequipment und dem Aufbau eines internationalen, kohärenten Teams von Wissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern.

Unter seiner Leitung des Designteams wurde erfolgreich ein radikal neuartiger bi-direktionaler faseroptischer Transceiver auf Basis von PLC-Technologie (Planar Lightwave Circuits) entwickelt, der als zentrales Verbindungselement zwischen Fiber-to-the-Home (FTTH) und den Kommunikationsdiensten schnelles Internet, Kabelfernsehen und Telefon eingesetzt wurde.

2004 kehrte Prof. Kempen zu der Firma IOS zurück, wo er zunächst als Entwicklungsleiter (Vice President of Research & Development) und ab 2009 als Technischer Leiter (Chief Technical Officer, CTO) für die gesamte F&E einer Firma für optische Sensorik und elektrooptische Mess- und Prüftechnik verantwortlich war. Dort erfolgte die erfolgreiche Einführung von zahlreichen innovativen Technologien, inklusive der Gründung eines bis heute bestehenden Spin-off Unternehmens (Maven Biotechnologies)  basiert auf seinen Patenten zur hochempfindlichen Label-freien Analyse von biologischen Oberflächen. Technologien seiner Abteilung wurden mehrfach ausgezeichnet, inklusive in Time Magazine’s “Best Inventions of 2007”, präsentiert in der jährlichen Spezialausgabe im Oktober 2007. Bei der erfolgreichen Entwicklung und Produktion von Instrumenten für zerstörungsfreie Prüfung mittels Laser-induziertem Ultraschall wurde IOS Weltmarktführer. 

2011 folgte er dem Ruf an die HRW als Professor für das Lehr- und Forschungsgebiet Photonik, Bussysteme und Vernetzung. Seit 2012 ist er Studiengangsleiter für den Studiengang Elektrotechnik und hat diesen kontinuierlich betreut und weiterentwickelt. 2024 wurde der Bachelor reakkreditiert und titelt nun mit Elektro- und Informationstechnologien. Prof. Kempen vertritt das Institut Mess- und Sensortechnik im Fachbereichsrat und im Senat.

Prof. Kempen hält 22 erteilte U.S. und internationale Patente, hat 25 wissenschaftliche Veröffentlichungen, ist langjähriges Mitglied von SPIE und IEEE und war Co-Chair und Session Chair zahlreicher Fachkonferenzen dieser professionellen Organisationen.

• Optoelektronik 
• Optik und Laseranalytik 
• Nachrichtentechnik 
• Nachrichtentechnik II / Computernetze
• Microcontrollertechnik/Nachrichtentechnik (Blockpraktikum) 
• Informations- und Kommunikationstechnik 
• Technisches Englisch 
• Elektrotechnik für Maschinenbau
• Elektrotechnik II 
• Smart Structures and Networks 
• Medizinische und industrielle Robotik II 

Publikationen / Veröffentlichte technische Berichte:

• Kempen, L.U und Delgado, J.A., “Faseroptischer chemischer Multisensor zur medizinischen Patientenüberwachung,” tm – Technisches Messen, Vol. 80, No. 11, pp. 388-396, November 2013.
• Kazemi, A.A., Mendoza, E.A., Goswami, K., and Kempen, L.U., “Fiber optic oxygen sensor detection system for harsh environment of aerospace applications,” Invited Paper, Proc. SPIE, Vol. 8720, Photonic Applications for Aerospace, Commercial, and Harsh Environments IV, April 2013.
• Kempen, L.U., Beshay, M., and Delgado, J.A., “Miniature multi-analyte fiber-optic sensor probe,” Proc. SPIE, Vol. 8368, Photonic Applications for Aerospace, Transportation, and Harsh Environment III, 83680C, May 2012.
• Saxena, I.F., Guzman, N., Hui, K. and Kempen, L.U., “Guided wave ultrasound field mapping using a network of removable Bragg grating transducers,” Proceedings of the Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation (QNDE) Conference, Volume 30, San Diego, CA, July 18-23, 2010, published by the American Institute of Physics (AIP), AIP Conf. Proc. 1335, 1475, 2011.
• Venkatasubbarao, S., Dixon, C.E., Chipman, R., Scherer, A., Beshay, M., Kempen, L.U., Ganesh Chandra Sekhar, J., Yan, H., Puccio, A., Okonkwo, D., McClain, S., Gilbert, N., Vyawahare, S., “Field-based multiplex and quantitative assay platforms for diagnostics,“  Proc. SPIE, Vol. 8029, Sensing Technologies for Global Health, Military Medicine, Disaster Response, and Environmental Monitoring, 80290P, May 2011.
• Beshay, M., Garon, S., Ruiz, D., and Kempen, L.U., “Intrinsically safe Oxygen and Hydrogen optical leak detector,” Proc. SPIE, Vol. 8026, Photonic Applications for Aerospace, Transportation, and Harsh Environment II, 802605, Alex A. Kazemi; Bernard Kress; Eric Y. Chan; Nabeel A. Riza; Lothar U. Kempen, Editors, May 2011.
• Fiesler Saxena, I., Kempen, L.U., and Dayal, V., “Viability of guided-wave ultrasound diagnostics for sharply curved composite structures,” Proc. SPIE, Vol. 8026, Photonic Applications for Aerospace, Transportation, and Harsh Environment II, 802603, Alex A. Kazemi; Bernard Kress; Eric Y. Chan; Nabeel A. Riza; Lothar U. Kempen, Editors, May 2011.
• Kempen, L.U., “Conjunctival Continuous Blood and Tissue Gas Monitor for Infant Care,” Final Report of SBIR Grant No. 1R43EY017482-01A1, presented to the National Eye Institute, National Institute of Health (NIH), Bethesda, MD, May 31, 2010.
• Kempen, L.U. and Saxena, I.F., “Interrogation strategies for distributed and multipoint fiber optic sensors,” Invited Paper, Proc. SPIE, Vol. 7675, Photonics in the Transportation Industry: Auto to Aerospace III, 76750G, 2010.
• Saxena, I.F., Baid, H.K., Guzman, N., Kempen, L.U., and Mal, A., “Propogation loss with frequency of ultrasound guided waves in a composite metal-honeycomb structure,” Proc. SPIE, Vol. 7314, Photonics in the Transportation Industry: Auto to Aerospace II, 73140P, 2009.
• Venkatasubbarao, S. and Kempen, L.U., “Determining Concentration of Nanoparticles from Ellipsometry,” NASA Tech Briefs, Vol. 32, No. 11, pp.62-63, November 2008.
• Kempen, L.U., Mendoza, E.A., and Saxena, I.F., “Self-compensated high-speed FBG interrogation using closed-loop tracking system,” Proc. SPIE, Vol. 6758, 67580E, 2007.
• Kazemi, A.A., Goswami, K., Mendoza, E.A., and Kempen, L.U., “Fiber optic oxygen sensor leak detection system for space applications,” Proc. SPIE, Vol. 6758, 67580C, 2007.
• Berger, A., Hermesh, S., Durets, E., and Kempen, L.U., “ High Resolution Underwater Fiber Optic Threat Detection System,” Proc. SPIE, Vol. 6371, 63710I, 2006.
• Kazemi, A.A., Goswami, K., Mendoza, E.A., Kempen, L.U., and Lieberman, R.A., “Fiber Optic Hydrogen Sensor Leak Detection System for Launch Vehicle Applications,” Proc. SPIE, Vol. 6379, 63790D, 2006.
• Mendoza, E.A., Sigoli, F., Paulus, H., Giang, L.Q., Seifouri, M., Lam, E., and Kempen, L., “Continuous-tone Gray-Scale Photomask for Deep-UV Lithography Applications,” Proc. SPIE, Vol. 5377, pp. 1059-1064, 2004.
• Mendoza, E.A., Sigoli, F., Paulus, H., Giang, L.Q., Seifouri, M., Lam, E., Kempen, L.U., and Johansooz, F., “Continuous-tone Gray-Scale Photomasks based on Spin-on-Glass Technology for Deep-UV Lithography Applications,” Proc. SPIE, Vol. 5256, pp. 889-896, 2003.
• Mendoza, E.A., Kempen, L.U., Menon, A., Durets, E., Pflanze, S., Lieberman, R.A., and Kazemi, A., “Multi-Point Fiber Optic Hydrogen Sensor System for Detection of Cryogenic Leaks in Aerospace Applications,” Proc. SPIE, Vol. 4204, pp. 139-150, 2001.
• Kazemi, A.A., Mendoza, E.A., Kempen, L.U., and Lieberman, R.A., “Fiber Optic Oxygen Sensor Detection System for Aerospace Applications,” Proc. SPIE, Vol. 4204, pp. 131-138, 2001.
• Kempen, L.U., "Massively Parallel Field-Usable Biosensor for Rapid BW Detection," Final Report of SBIR Contract No. DTRA01-99-P-0018, presented to U.S. Defense Threat Reduction Agency, Dulles, VA, 1999.
• Issachar, D., Rao, S.V., Ho, Z-Z., Kempen, L.U., Wang, A., Gasca, R., and Lieberman, R.A., “Fluorescence-Based Reversible Immunosensors,” Proc. SPIE, Vol. 3540, pp. 45-55, 1999.
• Kempen, L.U., “Distributed Fiber Sensor for Aerospace Stress Monitoring and Vibration Analysis,” Final Report of SBIR Contract No. NAS4-98025, presented to NASA Dryden Flight Research Center, CA, 1998.
• Kempen, L.U., “High Resolution Imaging Ellipsometer for Labeless, Multi-Channel Immunosensing,” Final Report of SBIR Contract No. DAAD13-98-M-0072, presented to Army CBDCOM Branch, Aberdeen Proving Ground, MD, 1998.
• Kempen, L.U., “Reversible Fiber Optic Biosensor for Detection of Explosives,” Final Report of SBIR Contract No. DAAG55-97-C-0056, presented to Army Research Office, Research Triangle Park, NC, 1998.
• Kempen, L.U., “Multi-Spectral Imaging Ellipsometer for Fast, In-Situ Monitoring of Monolayer Film Deposition,” Final Report of SBIR Contract No. DAAG55-98-C-0024, presented to Army Research Office, Research Triangle Park, NC, 1998.
• Kempen, L.U., and Kunz, R.E., “Replicated Mach-Zehnder Interferometers with Focusing Grating Couplers for Sensing Applications,” Sensors and Actuators B, Vol. 39, No. 1-3, pp. 295-299, 1997.
• Kempen, L.U., Kunz, R.E., and Gale, M.T., “Micromolded Structures for Integrated Optical Sensors,” Proc. SPIE, Vol. 2639, pp. 278-285, 1995.
• Kempen, L.U., and Kunz, R.E., "Miniature Integrated Optical Refractometer Chip," Proc. SPIE, Vol. 2208, pp. 124-129, 1994.
• Kunz, R.E., Edlinger, J., Curtis, B.J., Gale, M.T., Kempen, L.U., Rudigier, H., and Schütz, H., "Grating Couplers in Tapered Waveguides for Integrated Optical Sensing," Proc. SPIE, Vol. 2068, pp. 313-325, 1994.
• Kunz, R.E., and Kempen, L.U., "Miniature Integrated Optical Sensors," Proc. SPIE, Vol. 2068, pp. 69-86, 1994.
• Schmitt, H.J., and Kempen, L.U., "Low coherence fiberoptic reflectometer (OCDR)," Proc. of the International Workshop on Fiberoptic Sensors, Madras, India, March 1993.

Patente

• Saxena; I., Kempen; L., and Tea; C.,“ Apparatus and method for damage location and identification in structures,“ U.S. Patent No. 8,234,924, Issue Date: August 7, 2012.
• Rassman; W.R., Ralin; D., Berger; J. D., Lieberman; R. A., and Kempen; L.U., “Image acquisition, processing, and display,” U.S. Patent No. 7,518,724, Issue Date: April 14, 2009.
• Mendoza, E.A., Kempen, L.U., and Lieberman, R.A., “Integrated optic devices and photosensitive sol-gel process for producing integrated optic devices,” U.S. Patent No. 7,496,267, Issue Date: February 24, 2009.
• Tyan, R., Kang, H.C., Mendoza, E.A., and Kempen, L.U., “Bi-directional PLC transceiver device,” U.S. Patent No. 7,492,992, Issue Date: February 17, 2009.
• Kempen, L.U., Tyan, R., and Mendoza, E.A., “Optical waveguide structure,” U.S. Patent No. 7,391,948, Issue Date: June 24, 2008.
• Mendoza, E.A., Kempen, L.U., and Lieberman, R.A., “Integrated optic devices and photosensitive sol-gel process for producing integrated optic devices,” U.S. Patent No. 7,283,717, Issue Date: October 16, 2007.
• Rassman; W., Ralin; D., Lieberman; R.A., Kempen; L.U., Shapiro; H., “Imaging method and apparatus,”

U.S. Patent No. 7,193,711, Issue Date: March 20, 2007.

European Patent Applications: Publication No. EP1747432 (A2), Publication date: January 31, 2007; Publication No. EP1747432 (A4), Publication date: June 6, 2010.

• Rassman, W., Ralin, D, Lieberman, R.A., Kempen, L.U., and Shapiro, H., “Microarray scanning,”

U.S. Patent No. 7,126,688, Issue date: October 24, 2006.

European Patent Application, Publication No. EP1747433 (A2), Publication date: January 31, 2007.

• Mendoza, E.A., Kempen, L.U., and Dabby, F.W., “Integrated Optic Devices and Processes for the Fabrication of Integrated Optic Devices,” U.S. Patent No. 7,039,289, Issue date: May 2, 2006.
• Venkatasubarao, S., and Kempen, L.U., “Apparatus including a Biochip for Imaging of Biological Samples and Method,” U.S. Patent No. 7,023,547, Issue date: April 4, 2006.
• Mendoza, E.A. Kempen, L.U., and Lieberman, R.A., “Thermally assisted Photolithographic Process using Sol-Gel derived Glass and Products made thereby,” U.S. Patent No. 7,016,589, Issue date: March 21, 2006.
• Lieberman, R.A., Rassman, W., Kempen, L.U., and Ralin, D., “Apparatus and Method for Imaging,” U.S: Patent No. 7,002,686, Issue date: February 21, 2006.
• Rassman; W., Ralin; D., Lieberman; R.A, and Kempen; L.U., “Apparatus and method for imaging,”

U.S. Patent No. 6,882,420, Issue date: April 19, 2005.

European Patent Applications: Publication No. EP1470401 (A1), Publication date: October 27, 2004; Publication No. EP1470401 (A4), Publication date: August 29, 2007.

• Sigoli, F.A., Kempen, L.U., and Mendoza, E.A., “Crack resistant sol-gel wafer coatings for integrated optics,” U.S. Patent No. 6,875,467, Issue date: April 5, 2005.
• Kempen, L.U., “Imaging Apparatus and Method,” U.S. Patent No. 6,859,280, Issue date: February 22, 2005.
• Rassman; W., Ralin; D., Lieberman; R.A, and Kempen; L.U., “Apparatus and method for imaging,” U.S. Patent No. 6,833,920, Issue date: December 21, 2004.
• Kempen, L.U., and Mendoza, E.A., “Optical Signal Active Tracking using Tunable FBG,” U.S. Patent No. 6,696,682, Issue date: February 24, 2004.
• Lieberman, R.A., Kempen, L.U., and Prohaska, J.D., “Tunable Filter,” U.S. Patent No. 6,650,810, Issue date: November 18, 2003.
• Kempen, L.U., “Imaging Apparatus and Method,”

U.S. Patent No. 6,594,011, Issue date: July 15, 2003.

European Patent Applications: Publication No. EP1390719 (A1), Publication date: February 25, 2004; Publication No. EP1390719 (A4), Publication date: August 8, 2007.

• Prohaska; J.D., Kempen; L.U., and Lieberman; R.A., “Birefringent fiber grating sensor and detection system,” U.S. Patent No. 6,208,776, Issue date: March 27, 2001.
• Kempen; L.U., Prohaska; J.D., and Lieberman; R.A., “Birefringent fiber grating sensor and detection system,” U.S. Patent No. 6,201,912, Issue date: March 13, 2001.
• Prohaska, J., Kempen, L.U. and Lieberman, R.A., “Method and System for Determining the Wavelength of Light Transmitted Through an Optical Fiber”

U.S. Patent No. 6,052,179, Issue date: April 18, 2000

European Patent Application, Publication No. EP1071920 (A1), Publication date: January 31, 2001

• Kempen, L.U., Prohaska, J., and Lieberman, R.A., “Self-referencing interferometric fiber optic sensor system having a transducer mechanism with a position reference reflector,” U.S. Patent No. 6,014,215, Issue Date: Jan. 11, 2000.DE102016113216B3 Tils, Schreiner, Merker, Maas, Waitz, Thelen, Rüter, Xu „Verfahren zur berührungslosen Bestimmung der Temperatur eines Garguts in einem Gargerät sowie Gargerät“ 2016

Fachvorträge

• Kempen, L.U., Beshay, M., and Delgado, J.A., „Faseroptischer chemischer Multisensor zur medizinischen Patientenüberwachung,“ IEEE Workshop Medizinische Messtechnik, Mülheim a.d.R., April 19, 2013.
• Kempen, L.U., Beshay, M., and Delgado, J.A., “Miniature multi-analyte fiber-optic sensor probe,” SPIE Defense, Security and Sensing Conference, Baltimore, MD, USA, April 23, 2012.
• Kempen, L.U. and Saxena, I.F., “Interrogation strategies for distributed and multipoint fiber optic sensors,” Invited Talk, SPIE Defense, Security and Sensing Conference, Orlando, FL, USA, April 2010.
• Kempen, L.U., “Optical Detection Systems for Cryogenic Fluid Monitoring,” Seminar talk, Cryogenics Test Laboratory, NASA Kennedy Space Center, FL, April 7, 2010.
• Kempen, L.U., ”Optische Sensoren: Mikroskopisch bis makroskopisch”, Seminarvortrag am Intitut für Mikrotechnologie (IMT), Universität Freiburg, April 2008.
• Kempen, L.U, Mendoza, E.A., and Saxena, I.F., “Self-Compensated High-Speed FBG Interrogation using Closed-Loop Tracking System,” SPIE Optics East, Boston, MA, USA, September 9-12, 2007.
• Kempen, L.U., Rubtsov, V., Akbarian, M., Lieberman, R.A., Ternovskiy, I., and Kim, C.J., “Non Contact Minimicrometer for Use in Difficult-to-Access Areas,” SPIE Optics East, Boston, MA, USA, September 9-12, 2007.
• Kempen, L.U., “Reversible Fiber Optic Biosensor for Detection of Explosives,” International Workshop on Explosives Detection, U.S. Army CECOM Branch, Fort Belvoir, VA, USA, August 25-27, 1999.
• Kempen, L.U., "Sol-Gel Integrated Optic Structures for Chemical and Biological Sensing Applications," European Symposium on Environmental Sensing III (EnviroSense '97), München, 16.-18. Juni 1997.
• Kempen, L.U., "Replizierte Streifenwellenleiter mit fokussierenden Gitterkopplern : ein Grundelement zur preiswerten Herstellung integriert-optischer Strukturen,"

97. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für angewandte Optik, Neuchâtel, Schweiz,

28. Mai-1. Juni 1996.

• Kempen, L.U. and Kunz, R.E., “Replicated Mach-Zehnder Interferometers with Focusing Grating Couplers for Sensing Applications,” 3rd European Conference on Optical Chemical Sensors and Biosensors EUROPT(R)ODE III, Zurich, Switzerland, March 31- April 3, 1996.
• Kempen, L.U, “Integrated Optical Sensor Modules,” Seminarvortrag am Institut für Hochfrequenztechnik, RWTH Aachen, 13. November 1995.
• Kempen, L.U., Kunz, R.E. and Gale, M.T., “Micromolded Structures for Integrated Optical Sensors,” SPIE Conference on Micromachining and Microengineering, Austin, Texas, USA, October 23-24, 1995.
• Kempen, L.U., “Miniature Integrated Optical Sensors,” Séminaire d’Optique, Institut de Microtechnique, Université de Neuchâtel, June 2, 1995.
• Kempen, L.U., and Kunz, R.E., "Miniature Integrated Optical Refractometer Chip," SPIE International Conference on Refractometry, Warsaw, Poland, May 16-20, 1994.

• Seit 2012 Leitung des Bachelor-Studiengangs Elektrotechnik
• Aufbau der Hochschul-Kooperation mit der Chinesisch - Deutsch Technischen Fakultät (CDTF) der “Qingdao University of Science and Technology (QUST)” (gemeinsam mit den Kollegen Profes. Himmel, Thelen, Paschen)
• Seit 2012 Mitglied des Hochschul-Senats
• Mitglied des Fachbereichsrats (FB4)