Aktuelles › FastGhost • Neues Mikro­skop für die Quantenbildgebung

FastGhostEin von der Euro­päi­schen Union mit rund 3 Mil­lio­nen Euro geför­der­tes For­schungs­pro­jekt wid­met sich der Ent­wick­lung eines che­misch-selek­ti­ven Mikro­skops auf quan­ten­tech­no­lo­gi­scher Basis (Quan­tum Ghost Ima­ging). Das Pro­jekt »FastGhost« ist mit einer Kick­off-Ver­an­stal­tung am 20. Okto­ber 2020 an den Start gegangen.

Die Quan­ten­bild­ge­bung mit nicht-klas­sisch kor­re­lier­ten Pho­to­nen­paa­ren hat gegen­über den her­kömm­li­chen, auf klas­si­schem Licht basie­ren­den Abbil­dungs­mo­da­li­tä­ten grund­le­gende Vor­teile: Dazu zählt die Mög­lich­keit, selbst bei einer sehr gerin­gen Anzahl von Pho­to­nen eine hohe Bild­qua­li­tät zu erzie­len. Dar­über hin­aus sind die Pro­ben­wech­sel­wir­kung und die räum­li­che Detek­tion auf ver­schie­de­nen Wel­len­län­gen­ka­nä­len ein­schlä­gige Vor­teile der Quan­ten­bild­ge­bung. Die Quan­ten­tech­no­lo­gie ermög­licht eine beson­ders kon­trast- und infor­ma­ti­ons­rei­che Bild­ge­bung von Gewebe bei gleich­zei­tig nied­ri­ger Strah­len­do­sis und birgt somit ein hohes Poten­zial für die
Anwen­dung in den Bio­wis­sen­schaf­ten. Bis­her lie­gen die Ergeb­nisse jedoch nur theo­re­tisch und auf der Ebene von Prin­zip-Demons­tra­tio­nen vor.

Das Pro­jekt »FastGhost« zielt nun dar­auf ab, Quan­tum Ghost Ima­ging von einem expe­ri­men­tel­len Ansatz in eine nutz­bare Tech­no­lo­gie umzu­set­zen. Ziel ist es, ein Mikro­skop zu ent­wi­ckeln und zu imple­men­tie­ren, das die Vor­teile nicht-klas­si­scher Quan­ten­zu­stände des Lichts nutzt. Damit soll die Quan­ten­bild­ge­bung im mitt­le­ren Infra­rot­be­reich (»MIR«) mit einer Wel­len­länge von bis zu 7
μm, einer räum­li­chen Auf­lö­sung von min­des­tens 5 μm und min­des­tens 512 x 512 Bild­pi­xeln demons­triert wer­den. Die Auf­nahme eines ein­zel­nen Bil­des soll dabei nicht län­ger als eine Sekunde dauern.

Ein sol­ches Mikro­skop ist ein Durch­bruch für die Quan­ten­bild­ge­bungs­tech­no­lo­gie, aber auch für eine Viel­zahl wich­ti­ger Anwen­dun­gen. Die neu­ar­tige Quan­ten­mi­kro­sko­pie kann dazu beitragen,
die Quan­ten­vor­teile voll aus­zu­schöp­fen. Für die Imple­men­tie­rung des Mikro­skops sind jedoch ver­schie­dene wis­sen­schaft­li­che und tech­no­lo­gi­sche Inno­va­tio­nen erfor­der­lich – dar­un­ter die
Ent­wick­lung effi­zi­en­ter Ein­zel­pho­to­nen­de­tek­to­ren im mitt­le­ren Infra­rot­be­reich und schnel­ler Ein­zel­pho­to­nen­ka­me­ras für Kor­re­la­ti­ons­mes­sun­gen. Die Part­ner des Pro­jekts »FastGhost« werden
diese Ziele bis 2023 erforschen.

»FastGhost« Part­ner

  • Fraun­ho­fer-Insti­tut für Ange­wandte Optik und Fein­me­cha­nik IOF, Jena / Deutschland
  • Fried­rich-Schil­ler-Uni­ver­si­tät Jena, Insti­tut für Ange­wandte Phy­sik, Jena / Deutschland
  • Sin­gle Quan­tum BV, Delft / Niederlande
  • Fon­da­zione Bruno Kess­ler, Trento / Italien
  • Kun­gliga Tekniska Hoegs­ko­lan, Stock­holm / Schweden
    Geför­dert unter H2020-EU.1.2.1. (Grant Agree­ment Nr. 899580) vom 1. Okto­ber 2020 bis 30. Sep­tem­ber 2023.

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