Projektbeschreibung
Einzelne Photonen und Photonenpaare zur Beleuchtung molekularer Fingerabdrücke
Normalerweise stellen wir uns die Atome in einem Molekül als unbeweglich vor, tatsächlich können die Bindungen in Molekülen sich aber dehnen, die Moleküle können um ihre Massenmittelpunkte schwingen und um ihre Achsen rotieren. Die Frequenzen (beziehungsweise die entsprechenden Wellenlängen) dieser Bewegungen sind für jedes Molekül charakteristisch und einzigartig und ergeben seinen sogenannten spektralen Fingerabdruck. Die Bandbreite des molekularen Fingerabdrucks im elektromagnetischen Spektrum (der mittlere Infrarotbereich) ist von erheblichem Interesse, da sie eine nicht invasive Möglichkeit darstellt, Moleküle zu identifizieren und zu quantifizieren. Das EU-finanzierte Projekt FastGhost manipuliert einzelne Photonen und Photonenpaare um ein bahnbrechendes Quantenbildgebungssystem für den mittleren Infrarotbereich zu entwickeln, das auf die medizinischen Wissenschaften zugeschnitten ist.
Ziel
Quantum imaging using non-classically correlated photon pairs has been shown to possess a number of fundamental advantages with respect to known imaging modalities based on classical light. These are the possibilities to image with very low photon number while maintaining a high image quality, to have sample interaction and spatial detection on different wavelength channels. Although these advantages signify a large potential for applications, realizations so far only have been on the level of principle demonstrations. The overarching goal of the FastGhost project is to move quantum imaging from a conceptually demonstrated experimental approach to a technology with viable benefits for applications.The strongly linked FastGhost consortium will demonstrate the benefits of quantum imaging in a microscopy lab demonstrator on TRL 4, which will perform measurements with high spatial resolution in the mid-infrared spectral range while employing only spatially resolving detectors for visible light. To this end, photon pair sources optimized for quantum imaging, single-photon detectors for the mid-infrared, and highly resolving single-photon cameras will be developed in the project. The final demonstrator integrates all components and will represent a practically usable imaging device with application-oriented performance parameters. We will show the capabilities of the demonstrator in prototype applications that are targeting imaging in medicine and life sciences. This will enable quantitative assessment of the quantum advantages which will be used to identify marketable application cases.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
80686 Munchen
Deutschland