Descrizione del progetto
Un film da una singola istantanea, come per magia, per portare la precisione su scala nanometrica
Per raggiungere una migliore gestione dei fenomeni che vanno dalle interazioni biologiche ai comportamenti dei materiali nel regime quantistico servono misurazioni di altissima precisione sia nel tempo che nello spazio. Questo vale ancora di più in caso di eventi non ripetitivi, per i quali non è possibile catturare più fotogrammi e fare una media. Il progetto TIMP, finanziato dall’UE, sta sviluppando una microscopia avanzata per portare la risoluzione nanometrica ai fenomeni ultrarapidi, non ripetitivi e transitori. La tecnologia sfrutta una tecnica innovativa di imaging con risoluzione temporale che consente il recupero algoritmico di più fotogrammi da una singola istantanea della fotocamera, producendo «film» dell’oggetto ripreso con precisione su scala nanometrica.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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