Ziel
This project aims at pushing the limits of optical sensing on a microchip by orders of magnitude, thereby allowing for ultra-high sensitivity in optical detection and enabling first-time-ever demonstrations of several optical sensing principles on a microchip. My idea is based upon our distributed-feedback lasers in rare-earth-ion-doped aluminum oxide waveguides on a silicon chip with ultra-narrow linewidths of 1 kHz, corresponding to Q-factors exceeding 10^11, intra-cavity laser intensities of several watts over a waveguide cross-section of 2 micrometer, and light interaction lengths reaching 20 km. Optical read-out of the laser frequency and linewidth is achieved by frequency down-conversion via detection of the GHz beat signal of two such lasers positioned in the same waveguide or in parallel waveguides on the same microchip.
The sensitivity of optical detection is related to the laser linewidth, interaction length, and transverse mode overlap with the measurand; its potential of optically exciting ions or molecules and its optical trapping force are related to the laser intensity. By applying novel concepts, we will decrease the laser linewidth to 1 Hz (Q-factor > 10^14), thereby also significantly increasing the intra-cavity intensity and light interaction length, simplify the read-out by reducing the line-width separation between two lasers to the MHz regime, and increase the mode interaction with the environment by either increasing its evanescent field or perpendicularly intersecting a nanofluidic channel with the optical waveguide, thereby allowing for unprecedented sensitivity of optical detection on a microchip. We will exploit this dual-wavelength distributed-feedback laser sensor for the first-ever demonstrations of intra-laser-cavity (ILC) optical trapping and detection of nano-sized biological objects in an optofluidic chip, ILC trace-gas detection on a microchip, ILC Raman spectrometry on a microchip, and ILC spectroscopy of single rare-earth ions.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/de/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Sensoren
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften anorganische Chemie Metalloide
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Laserphysik
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Spektroskopie
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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ERC-2013-ADG
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigen
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Gastgebende Einrichtung
100 44 Stockholm
Schweden
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.