3D-Mikrofabrikation trifft auf Quantentechnologie

| Redakteur: Dr. Anna-Lena Gutberlet

Kick-Off Meeting zum Forschungsprojekt MiLiQuant
Kick-Off Meeting zum Forschungsprojekt MiLiQuant (Bild: Q.ant)

Das Forschungsprojekt MiLiQuant hat das Ziel, Quantentechnologie für Wirtschaft und Gesellschaft nutzbar zu machen, und beispielsweise hochempfindliche Sensoren oder Bildgebungssysteme zu realisieren. Zum Einsatz kommen dabei auch 3D-Drucker.

Im Rahmen des kürzlich gestarteten Verbundprojekt MiLiQuant, das durch das BMBF gefördert wird, werden in den nächsten drei Jahren Strahlquellen auf der Basis von Diodenlasern so weiterentwickelt, dass sie eine industrielle Nutzung der Quantentechnologien ermöglichen.

Dazu sollen miniaturisierte, frequenz- und leistungsstabile Strahlquellen realisiert werden, die einen möglichst justage- und wartungsfreien Einsatz auch außerhalb von Laborbedingungen erlauben. Die adressierten Anwendungen reichen dabei vom Einsatz diamantbasierter Sensoren in der medizinischen Diagnostik (intraoperativer Nachweis von Hirn- und Nervenaktivität) über Sensoren für das autonome Fahren (hochgenaue Gyroskope) bis hin zu quantenbasierten Abbildungsverfahren im Infrarotbereich (strahlungsreduzierte Mikroskopie an lebenden Zellen).

Der Einsatz additiv gefertigter Kunststoffoptiken und die Weiterentwicklung der Aufbau- und Verbindungstechnik im Hinblick auf die Erfordernisse der Quantentechnologie sollen dabei das Potenzial für eine reproduzierbare Fertigung und eine spätere Industrietauglichkeit bezüglich Qualität, Miniaturisierung und Kostenoptimierung gewährleisten.

Großes Potenzial für die Quantentechnologie

Dr. Michael Thiel, Chief Science Officer bei Nanoscribe, sieht im Einsatz additiv gefertigter Mikrooptiken großes Potenzial für die Quantentechnologie: „Mit unseren 3D-Druckern lassen sich hochpräzise mikrooptische Komponenten mit submikrometergenauen Details und einer enormen Designfreiheit in kürzester Zeit herstellen. Gerne bringen wir unser fundiertes Knowhow zur Weiterentwicklung der Verbindungstechniken in das MiLiQuant-Projekt ein.“

Mit den 3D-Druckern von Nanoscribe können Mikrooptiken mit anspruchsvollen optischen Designs direkt auf Laser-Facetten, Glasfasern oder Mikrochips gedruckt werden. Die Strukturen erreichen eine optische Qualität mit Oberflächenrauigkeiten im Bereich weniger Nanometer. Im MiLiQuant-Projekt werden die bedruckten Bauteile mit weiteren Elementen zu einer kompakten Baugruppe zusammengefügt und sind entscheidend für einen möglichst justage- und wartungsfreien Einsatz.

Die Erarbeitung der Strahlquellen und Anwendungsdemonstratoren erfolgt in enger Zusammenarbeit zwischen den Industrie- und Forschungspartnern soll den Weg für eine anschließende Vorserien-Entwicklung von Quantensensoren und neuartigen Abbildungsverfahren ebnen. Beteiligt sind an dem Projekt die Unternehmen Nanoscribe, Q.ant, Zeiss und Bosch sowie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz sowie die Universität Paderborn.

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