Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB Bilder sind ein grundlegendes Instrument für unser Verständnis der Welt sowohl auf mikroskopischen als auch auf makroskopischen Längenskalen. Der einfachste Weg, ein Bild zu erhalten, ist die Analyse von Licht durch räumlich aufgelöste Intensitätsmessungen, z. B. mit einer Kamera, aber dieser Ansatz ist durch Beugung begrenzt. Die Entwicklung von Bildgebungsverfahren, die die Beugungsgrenze überwinden, wird als Superauflösung bezeichnet. Vor kurzem wurde mit Hilfe der Quantenmetrologie gezeigt, dass die Superauflösung durch Spatial-Mode-Demultiplexing (SpaDe) erreicht werden kann.
In realen Anwendungen sind den bildgebenden Systemen oft komplexe Medien vorgeschaltet, z. B. die Atmosphäre bei der Beobachtung von Objekten auf der Erdoberfläche von Satelliten aus oder Gewebeschichten bei der biomedizinischen Bildgebung. Dementsprechend werden wir im QmagiC-Projekt SpaDe-basierte Superauflösung durch komplexe Medien untersuchen.
Mit Hilfe der Quantenmetrologie bestimmen wir die ultimativen Auflösungsgrenzen für die Bildgebung in komplexen Medien und erreichen sie experimentell. Wir implementieren SpaDe-Messungen gekoppelt an quantenoptimale Datenverarbeitungsalgorithmen. Das Projekt "QmagiC" wird sowohl die ultimativen Grenzen der optischen Bildgebung in komplexen optischen Medien als auch die technischen Werkzeuge zu deren Erreichung liefern.
Das Projekt "QmagiC" wurde durch das Fraunhofer ATTRACT-Programm gefördert.