Motivation

Die zuverlässige Erkennung kleinster Mengen explosiver Stoffe ist für Sicherheitskontrollen, den Schutz kritischer Infrastruktur und die humanitäre Minenräumung von großer Bedeutung. Viele Sprengstoffe besitzen charakteristische molekulare Fingerabdrücke im mittleren Infrarot. Konventionelle Messsysteme für diesen Spektralbereich sind jedoch häufig groß, kostenintensiv oder auf empfindliche Infrarotdetektoren angewiesen.

QUANTEX nutzt Spektroskopie mit nicht-detektiertem Licht, um die chemische Selektivität des mittleren Infrarots mit robuster Detektion im sichtbaren Spektralbereich zu verbinden. Ein Photon wechselwirkt mit der Probe, während sein quantenkorreliertes Partnerphoton mit etablierter Siliziumtechnologie gemessen wird.

Ziele und Vorgehen

Das Projekt entwickelt zwei komplementäre nichtlineare Interferometer, die unterschiedliche Bereiche des molekularen Infrarot-Fingerabdrucks erschließen. Dafür werden breitbandige Quantenlichtquellen, stabile interferometrische Aufbauten, geeignete Probenschnittstellen sowie Verfahren zur Rekonstruktion und Auswertung der Spektren entwickelt.

Die Systeme werden zunächst im Labor charakterisiert und anschließend zu kompakten Demonstratoren integriert. Ihre Leistungsfähigkeit soll anhand zertifizierter Referenzproben und unter anwendungsnahen Umgebungsbedingungen bewertet werden. Dabei stehen chemische Selektivität, Zuverlässigkeit, kurze Messzeiten und ein robuster Betrieb im Mittelpunkt.

Innovation und Perspektiven

QUANTEX überträgt Quanteninterferometrie aus dem Grundlagenlabor in eine sicherheitsrelevante Sensoranwendung. Durch die Detektion im sichtbaren Spektralbereich kann auf aufwendige gekühlte Infrarotdetektoren verzichtet werden. Ziel ist eine kompakte und feldtaugliche Plattform, die Fehlalarme reduziert und eine schnelle Identifikation charakteristischer Stoffe ermöglicht.

Die Technologie ist über die Sprengstoffdetektion hinaus anschlussfähig. Das Messprinzip kann perspektivisch auch für andere Gefahrstoffe, industrielle Gase, Umweltanalytik und medizinische Diagnostik angepasst werden.

Kooperationspartner

Das Projekt wird von der Technischen Universität Darmstadt und dem Institute of Physics Belgrade in Serbien durchgeführt. Als anwendungsnahe Partner unterstützen SENZOR INFIZ d.o.o. und das Military Technical Institute in Belgrad die Bewertung der Demonstratoren und ihrer praktischen Einsatzfähigkeit.