Verbundprojekt: Quantum-enhanced Raman spectroscopy for bioimaging applications (QuRaman); Teilvorhaben: Entwicklung und Bau einer gepulsten Quelle für gequetschtes Licht und einer gepulsten Quelle für abstimmbares Licht für ein Quanten-Raman-Mikroskop

Abstract

Ziel des QuRaman-Projekts war die Entwicklung eines neuartigen quantenoptischen Raman-Mikroskops für biomedizinische Anwendungen und Bio-Imaging, bei dem das Signal-Rausch-Verhältnisse (Signal-to-Noise Ratio, SNR) ohne Erhöhung der optischen Intensität gesteigert werden kann. Zu diesem Zweck plante das Konsortium, gepulstes nichtklassisches gequetschtes Licht in Kombination mit stimulierter Raman-Streuung (SRS) einzusetzen. Bei der SRS regt das gleichzeitige Einwirken von Stokes- und Pumpstrahl eine molekulare Schwingung mit einer Frequenz an, die der Differenz der beiden Strahlfrequenzen entspricht; eine Probe kann dabei durch Abstimmen der Frequenz entweder des Pump- oder des Stokesstrahls untersucht werden. Der Einsatz eines amplitudengequetschten Stokesstrahls ermöglicht bei gegebener optischer Intensität eine relative Erhöhung des erreichbaren SNR und reduziert damit die optische Schädigung der Proben. Das QuRaman-System war zur Unterstützung intraoperativer Entscheidungsfindung bei der Krebsdiagnostik vorgesehen. Die Rolle von MPL bestand darin, gemeinsam mit DTU und DFM eine Quelle für gepulstes gequetschtes Licht zu entwickeln und aufzubauen, die als Stokesstrahl eingesetzt werden sollte, sowie eine Quelle für gepulstes abstimmbares Licht, die im quantenoptischen Raman-Mikroskop als Pumpstrahl verwendet werden sollte.