Gequetschtes Licht bei sichtbarer Wellenlänge für augensichere Oberflächenmikroskopie mit hoher räumlicher Auflösung

Lei Xiong, M.Sc.

Diese Forschung wurde im Rahmen des DFG-Projekts „Gequetschtes Licht bei sichtbarer Wellenlänge für augensichere Oberflächenmikroskopie mit hoher räumlicher Auflösung“ (Projektnummer 431078650) finanziert.

Stand der Technik

• Die konventionelle LDV (Laser Doppler Vibrometry)-Technologie nutzt homodyne und heterodyne Interferometrieverfahren, um mechanische Schwingungen präzise zu messen.
• In der Kombination mit konfokaler Mikroskopie – die durch einen stark fokussierten Laserpunkt eine hervorragende laterale Auflösung liefert – können selbst geringe Oberflächentopografien und Vibrationen befahrung werden.
• Höhere Laserleistungen wegen Fokus sind aufgrund von Sicherheitsaspekten und thermischer Effekte nicht möglich. Niedriger Leistungen werden zu einer schlechten Signal-Rausch-Verhältniskomponente führen.
• Gequetschtes Licht (Squeezed light) stellt hier einen wegweisenden Fortschritt dar. Durch Quanteneffekte werden die statistischen Schwankungen im Schrotrausch (photon shot noise) reduziert. Die Verwendung von squeezed light im Vakuumzustand erhöht nicht die Lichtintensität und steigert daher auch nicht die Laserleistung.

Ziel

• Es soll ein System entwickelt werden, das mithilfe von squeezed light und konfokaler Scanning-Mikroskopie Oberflächentopografien mit herausragender lateraler Auflösung misst – und das bei sichtbaren Wellenlängen, was zugleich augensicher ist.

Methoden

• Entwicklung eines hochpräzisen grünen LDV in Kombination mit konfokaler Mikroskopie zur Verbesserung der Auflösung.
• Aufgrund der Eigenschaften des gequetschten Lichts sollte der gesamte optische Aufbau eine möglichst geringe Lichtverlustrate aufweisen.