Descripción del proyecto
Una «película» creada con una única instantánea alcanza precisión a nanoescala como por arte de magia
Para comprender mejor distintos fenómenos, como por ejemplo las interacciones biológicas o el comportamiento de los materiales a escala cuántica, es necesario poder medir con una precisión espaciotemporal tremendamente alta. Esto es especialmente cierto para los fenómenos no repetitivos, para los que no es posible registrar múltiples fotogramas y promediarlos. El equipo del proyecto TIMP, financiado con fondos europeos, trabaja en el desarrollo de una técnica de microscopía avanzada con la que alcanzar una resolución nanométrica de fenómenos transitorios no repetitivos ultrarrápidos. La tecnología emplea una técnica de obtención de imágenes innovadora con resolución temporal que permite la recuperación algorítmica de múltiples fotogramas a partir de una única instantánea fotográfica, lo que permite crear «películas» del objeto fotografiado con una precisión nanométrica.
Objetivo
Ultrahigh-speed microscopy at Tera-scale frames per second frame-rate is essential for various applications in science and technology. In particular, it is critical for observing ultrafast non-repetitive events, for which the pump-probe technique is inapplicable. The spatial resolutions of such microscopes is to date limited to the micrometer scale.
I propose to develop such microscopes with nanometric resolution.
The Tera-scale frames per second frame rate microscopes with nanometric resolution will be based on a new approach for ultrahigh-speed imaging that we recently proposed: time-resolved imaging by multiplexed ptychography (TIMP). In TIMP, multiple frames of the object are recovered algorithmically from data measured in a single CCD exposure of a single-shot ptychographic microscope. The frame rate is determined by the light source (burst of pulses) and it is largely uncoupled from the microscope spatial resolution, which can be sub-wavelength. Also important, TIMP yields movies of both the amplitude and phase dynamics of the imaged object. It is simple and versatile, thus it can be implemented across the electromagnetic spectrum, as well as with other waves.
I aim to develop TIMP-based microscopes, in the visible, extreme UV and x-ray spectral regions with Tera-scale frames per second frame rate and nanometric resolution. We will utilize the unprecedented imaging capabilities in applications, including exploring ultrafast phase transitions, ultrafast dynamics in nanostructures, and tracking the spatiotemporal dynamics during passive mode-locking build-up in lasers and Kerr micro-resonators.
This program, if successful, will bring the field of imaging into a new era, where ultrafast dynamics of non-repetitive transient complex-valued objects can be viewed at nanometric resolution.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-COG - Consolidator GrantInstitución de acogida
32000 Haifa
Israel