Detailseite
Projekt
Integrierter Terahertz Quantenkaskaden-Transceiver für hochauflösende Spektroskopie und Weltraumanwendungen (iQCT)
Antragstellerinnen / Antragsteller
Klaus Biermann, Ph.D.; Professor Dr. Heinz-Wilhelm Hübers; Dr. Katrin Paschke
Fachliche Zuordnung
Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468535812
Die hochauflösende Spektroskopie von molekularen und atomaren Übergängen im Terhertz-Bereich hat zahlreiche Anwendungsfelder. Diese reichen von der Astronomie über Atmosphärenforschung bis hin zu Anwendungen in der Biomedizin und Metrologie. Entscheidend für eine breite Anwendbarkeit ist hierfür die Verfügbarkeit kompakter Spektrometer. Ziel des Projekts ist die Realisierung eines integrierten Spektrometers für den Bereich von 3-5 THz auf der Basis von Quantenkaskadenlasern (QCLs) und Quantenkaskadendetektoren (QCDs). Diese sollen im Rahmen dieses Projekts in einem kompakten mikrooptischen Aufbau kombiniert werden (sogenannter Quantum-Cascade-Transceiver) der in einem einzelnen kompakten Kryokühler betrieben werden kann. Das Ziel ist ein mobiles Spektrometer mit deutlich verbesserter Empfindlichkeit verglichen zu bisherigen Aufbauten mit gekühltem QCL und ungekühlten Detektoren. Während ungekühlte Detektoren durch den thermischen Untergrund fundamental in ihrer Empfindlichkeit limitiert sind, ist die Kühlung von konventionellen kryogenen Terhertz-Detektoren durch die benötigten Temperaturen von <10K bisher sehr aufwendig, da entweder flüssiges Helium oder ein großer Pulsrohrkühler benötigt wird. QCDs sind hier ein vielversprechender Ansatz, der bei 40-80 K ein um einen Faktor 30-150 reduziertes Empfindlichkeitslimit verglichen zu Detektoren, die bei Raumtemperatur arbeiten, verspricht. Die Entwicklung und Optimierung entsprechender QCDs, die Integration mit einem QCL in einem mikrooptischen Aufbau und Demonstration im Rahmen von spektroskopischen Anwendungen in der Molekülspektroskopie mit höchster spektraler Auflösung sind die zentralen Ziele des Projekts.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
