Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt hat das regionale Forschungsbündnis QUANTIFISENS in Thüringen mit rund zwölf Millionen Euro gefördert. Das Projekt hat neue Sensortechnologien auf Basis von Fasern und Quanten entwickelt und den Freistaat als führendes Zentrum für optische Spezialfasertechnologien gestärkt.

Sensoren spielen eine zentrale Rolle im Zeitalter der Künstlichen Intelligenz, da sie detaillierte Einblicke in die Umwelt und den menschlichen Körper ermöglichen. Die Entwicklung kleiner, präziser und langlebiger Sensoren ist daher von großer Bedeutung.

In Thüringen besteht eine lange Tradition in der Entwicklung optischer Technologien. Im Rahmen des Förderprogramms RUBIN haben sich in den vergangenen drei Jahren elf Unternehmen und zwei Forschungseinrichtungen zum Bündnis QUANTIFISENS zusammengeschlossen. Mit der Förderung wurden neuartige Sensoren auf Basis von Spezialglasfasern entwickelt.

Ein zentrales Ergebnis ist eine selbstnavigierende Fasersonde für bildgebende Verfahren im Operationssaal. Sie ermöglicht Ärzten die Visualisierung von Gewebe im Körper, etwa im Herzen, durch Laserbeleuchtung und verschiedene Bildgebungsmodi. Die Sonde erkennt ihre Position durch Veränderungen der Laserstrahlung, kombiniert mit Kalibrierungsverfahren und KI-gestützter Datenanalyse, und macht Röntgenstrahlung überflüssig. Eine VR-Brille zeigt die Bilder in Echtzeit und eröffnet Möglichkeiten für schonendere Eingriffe. Ein Demonstrator steht für weitere Tests bereit.

Ein weiterer Fortschritt betrifft die Nutzung von Glasfasern zur Erfassung akustischer Signale. Erschütterungen verändern die optischen Signale, die ausgewertet werden können. Teams vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik sowie einem Telekommunikationsausrüster haben Spezialfasern entwickelt, die Geräusche und Temperaturveränderungen gleichzeitig detektieren und unterscheiden. Solche Kabel können in Gebäuden verlegt werden, um Spannungen im Beton oder Feuer zu erkennen.

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik hat mit seiner Expertise in Spezialfasern und Quantenbildgebung beigetragen. Bei der Quantenbildgebung werden Lichtstrahlen genutzt, um empfindliche Abbildungen zu erzeugen, etwa in der Medizin oder Materialwissenschaft, durch Informationsaustausch in einem nichtlinearen Kristall.

Das Projekt hat ein starkes regionales Netzwerk entlang der Wertschöpfungskette geschaffen. In der nun beginnenden Verwertungsphase sollen die Ergebnisse in Produkte umgesetzt werden. Gespräche über Nachfolgeprojekte laufen, in denen Hardware- und Softwarehersteller zusammenarbeiten, mit einem Schwerpunkt auf Künstlicher Intelligenz zur Signalanalyse. QUANTIFISENS wirkt damit langfristig und stärkt Thüringens Rolle in photonischen Technologien.

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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