Projektbeschreibung
Revolutionäre Bildgebung und Metrologie durch neue optische Verarbeitungsmethoden
Ein vielversprechendes neues Forschungsfeld, das ultraschnelle nichtlineare Optik und computergestützte Bildgebung vereint, ist zum Greifen nah. Durch die Kombination von integrierten und faserigen optischen Komponenten wird es möglich sein, neue multimodale und eingabeabhängige nichtlineare Dynamiken über dedizierte Schemata des maschinellen Lernens zu erforschen. Genau das ist das Ziel des EU-finanzierten Projekts STREAMLINE, eines ambitionierten multidisziplinären Programms, das die Entwicklung intelligenter photonischer Quellen voranbringen soll. Heutige Photonensysteme beruhen hauptsächlich auf komplexen nichtlinearen optischen Prozessen, welche die Grundlage für anspruchsvolle Anwendungen bilden, die von der Entwicklung moderner Lichtquellen über die Metrologie bis hin zur Bildgebung reichen. Die Möglichkeiten zur Steuerung nichtlinearer Phänomene und Interaktionen sind jedoch eher begrenzt, während das Finden der idealen Einstellung für eine bestimmte Anwendung kompliziert sein kann. STREAMLINE will das ändern und stellt daher revolutionäre optische Verarbeitungsverfahren zur Verfügung, die innovative Bildgebungs- und Metrologie-Konzepte möglich machen können.
Ziel
Modern photonic systems increasingly rely on complex nonlinear optical processes at the foundation of demanding applications spanning advanced light source development, metrology and imaging. Importantly, current flagship imaging systems are based on nonlinear light-matter interactions provided by specialized lasers requiring complex operation and lacking tunability: means of controlling nonlinear phenomena and interactions are restricted, and reaching the ideal settings for a specific application can prove extremely challenging.
In this context, optical excitations can be inefficient (with e.g. excessive power or spectral coverage) and versatile means to drive coherent control of light properties are highly sought-after, for they provide the main building blocks for advanced imaging techniques. However, such control is currently constrained to few degrees of freedom provided by complex components ultimately hindering the accessible optical parameter space.
The realization of versatile, efficient and practical optical sources in compact forms would thus represent a fundamental revolution.
STREAMLINE constitutes an ambitious multidisciplinary program aiming to push forwards the development of 'smart photonic sources' for the creation of a promising new research field merging ultrafast nonlinear optics and computational imaging. The envisioned architecture, combining integrated and fibered components, will explore new multimode and input-dependent nonlinear dynamics via dedicated machine-learning schemes.
Together with suitable monitoring techniques, fully reconfigurable and tailored optical wavepackets (with ‘on-demand’ spectral, temporal and spatial properties), will be exploited towards disruptive nonlinear imaging and metrology techniques. Besides providing user-friendly operation with improved performances, blueprint dynamical imaging with custom light-matter interactions will unlock access to novel deep-learning strategies towards biological sample histology.
Wissenschaftliches Gebiet
- social sciencespolitical sciencespolitical transitionsrevolutions
- natural sciencescomputer and information sciencesartificial intelligencemachine learningdeep learning
- natural sciencesbiological scienceshistology
- natural sciencesphysical sciencesopticsnonlinear optics
- natural sciencesphysical sciencesopticslaser physics
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
75794 Paris
Frankreich