Pushing The Boundaries of Optics – Making The Invisible Visible

Quantum mechanically entangled light particles break down the boundaries of conventional optics and allow a glimpse into previously invisible wavelength ranges, thus bringing about new possibilities for imaging techniques, microscopy and spectroscopy. Unearthing these possibilities and creating technological solutions was the goal of the Fraunhofer lighthouse project QUILT, the results of which are now available. Light can do some amazing things. For example, light particles (photons) be entangled upon creation, which connects them inextricably to one another in terms of their properties, not just across great distances, but also across different wavelength ranges. These entangled photons are the tools used by the Fraunhofer researchers in the project ‘QUILT’ (Quantum Methods for Advanced Imaging Solutions). They are using the photons to develop quantum optical solutions for wavelength ranges that have thus far proven to be virtually inaccessible. These wavelengths provide us with valuable information beyond the light of the visible spectrum: Short-wave ultraviolet radiation, for example, can be used to make the tiniest structures in cells visible. Infrared radiation provides information about noxious gases in the air or the composition of plastics, and long-wave terahertz radiation can be used to precisely determine the thickness of coating and paint layers. There is thus great potential in the fields of biomedical diagnostics, material testing or process and environmental analytics. The only issue is that creating and detecting these light waves requires significantly more resources than those used in imaging techniques for visible ranges.

New Detection Principle For Different Methods

For four years, teams of researchers from six Fraunhofer Institutes have been working with external organizations, supported by an advisory board with representatives from industry and science, to find ways of using the entangled photon pairs in different measurement methods in imaging, spectroscopy and metrology — making the invisible visible. The underlying principle is that while one photon has a wavelength that can be captured on camera, the other is designed to interact with the object under examination in the invisible range. The entanglement, dubbed by Einstein as ‘spooky action at a distance’, means that the information gathered by the second photon is transferred to the first, making it visible to the camera. During this project, the partners have done important pioneering work for scientific and technical development in this relatively new field. The first ever use of the new detection principle for terahertz radiation was demonstrated. This could, for example, improve methods for investigating materials in the future. A quantum optical counterpart has been developed to the classical Fourier-transform infrared (FTIR) spectrometer, which is used in areas such as process analytics to examine gas samples. The project also produced the first ever video created using imaging with undetected light and the world’s first 2D image captured and reconstructed using “quantum ghost imaging” with asynchronous detection.

Cornerstone For Industrial Applications

The project has resulted in the submission and granting of seven patents, high-profile scientific publications and demonstrators for quantum-based imaging, spectroscopy and optical tomography. The researchers intend to use these to continue exploring new unconventional fields of application for quantum-based methods together with industry partners. For more information: www.fraunhofer.de


Bài viết liên quan

Tin mới nhất

3D Vina Bàn Giao Máy Đo 2D VMM Rational Cho Tập Đoàn TCL Tại VSIP 2 Bình Dương 3D Vina Bàn Giao Máy Đo 2D VMM Rational Cho Tập Đoàn TCL Tại VSIP 2 Bình Dương
Kiểm tra độ tin cậy cho sản phẩm điện tử tại Trung Quốc Kiểm tra độ tin cậy cho sản phẩm điện tử tại Trung Quốc
Thiết bị đo lường điện là gì? Thiết bị đo lường điện là gì?
Kiểm tra pin Lithium-Ion: quy trình, tiêu chuẩn và an toàn Kiểm tra pin Lithium-Ion: quy trình, tiêu chuẩn và an toàn
Kiểm tra sốc cơ học Kiểm tra sốc cơ học
Sự khác biệt giữa thử nghiệm sốc nhiệt và thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ là gì? Sự khác biệt giữa thử nghiệm sốc nhiệt và thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ là gì?
Buồng thử nghiệm khả năng chịu nhiệt độ nóng lạnh – Buồng sốc nhiệt Buồng thử nghiệm khả năng chịu nhiệt độ nóng lạnh – Buồng sốc nhiệt
Tại sao nên kiểm tra khả năng chống cháy của sản phẩm? Tại sao nên kiểm tra khả năng chống cháy của sản phẩm?
Hiệu chuẩn thiết bị đo lường là gì? Hiệu chuẩn thiết bị đo lường là gì?
Máy đo độ cứng di động: công nghệ tiên tiến trong quá trình kiểm tra công trường Máy đo độ cứng di động: công nghệ tiên tiến trong quá trình kiểm tra công trường
Máy kiểm tra độ cứng: Hiểu rõ về các lựa chọn để đạt được kết quả tốt nhất Máy kiểm tra độ cứng: Hiểu rõ về các lựa chọn để đạt được kết quả tốt nhất
Ứng dụng của tủ thử nghiệm áp suất thấp/mô phỏng độ cao Ứng dụng của tủ thử nghiệm áp suất thấp/mô phỏng độ cao
Một số lỗi thường gặp ở tủ thử nghiệm môi trường Một số lỗi thường gặp ở tủ thử nghiệm môi trường
Tensile Strength là gì? Giới hạn độ bền kéo của vật liệu Tensile Strength là gì? Giới hạn độ bền kéo của vật liệu
Tensile strength là gì? Tổng quan về độ bền kéo vật liệu Tensile strength là gì? Tổng quan về độ bền kéo vật liệu
Giải thích hoạt động của buồng thử nghiệm chống bụi Giải thích hoạt động của buồng thử nghiệm chống bụi
Ứng dụng và tiêu chuẩn thực hiện trên máy kiểm tra độ bền kéo Ứng dụng và tiêu chuẩn thực hiện trên máy kiểm tra độ bền kéo
Phương pháp kiểm tra độ bền kéo đứt vải, giấy, nhựa Phương pháp kiểm tra độ bền kéo đứt vải, giấy, nhựa
Máy kiểm tra vạn năng UTM – Kiểm tra độ bền kéo Máy kiểm tra vạn năng UTM – Kiểm tra độ bền kéo
Buồng nhiệt độ độ ẩm và cấu tạo của nó Buồng nhiệt độ độ ẩm và cấu tạo của nó