Neuartige photonische Werkzeuge für Wirtschaft und Gesellschaft – Laserbasierte Hochenergie-Strahlquellen

• BUND
• AUSSCHREIBUNG
• NATUR-/TECHNIKWISSENSCHAFTEN

Deadline: 14. Oktober 2022

Hochenergetische Strahlung wird für viele Anwendungen beispielsweise in der Medizin, der Messtechnik, der Materialforschung oder der Chip-Produktion benötigt. Teilchen- und Strahlquellen vom Terahertz- bis zum Röntgenbereich sowie zur Erzeugung von Neutronenstrahlen sind deshalb ein vielseitiges Werkzeug in Wissenschaft, Technik und Industrie. Die notwendigen Anforderungen sind bisher jedoch nur durch großen technischen Aufwand an Groß­forschungsanlagen (z. B. DESY oder BESSY) oder mit erheblichen Abstrichen an Qualität und Leistung durch andere Technologien zu erfüllen. Die vielfältigen Anwendungen solcher Strahlung sind daher aufgrund des damit verbundenen organisatorischen und finanziellen Aufwands derzeit stark eingeschränkt.

Laserbasierte Verfahren besitzen das Potenzial, den technischen Aufwand für die Erzeugung hochenergetischer (Teilchen-)Strahlung massiv zu reduzieren und damit die Kosteneffizienz deutlich zu erhöhen, um den Weg zu einer breiten Nutzung, beispielsweise in der Batterietechnik oder der medizinischen Wirkstoffentwicklung, zu ebnen. Durch ihre Kohärenz und hohe Brillanz können sie für einzigartige Anwendungen eingesetzt werden. Insbesondere werden dadurch neue und leistungsstarke Bildgebungs- und Spektroskopie-Methoden möglich, die gegenüber etablierten Verfahren vielfältige Anwendungsvorteile bieten und nicht nur detailliertere Einblicke in komplexe Strukturen auf kleinsten Skalen geben, sondern auch neue Anwendungen in Forschung und Wirtschaft erschließen.

Gegenstand der Förderung sind risikoreiche vorwettbewerbliche Forschungs- und Entwicklungsvorhaben, die von industriegeführten Verbünden durchgeführt werden und einen konkreten Anwendungsbezug aufweisen.

Im Mittelpunkt der geförderten Arbeiten stehen bislang ungelöste Herausforderungen zur Erzeugung hochenerge­tischer Strahlung mittels lasergetriebener Sekundärstrahlerzeugung für industrielle Anwendungen. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf einer für die Anwendungen notwendigen Orts- und Zeitauflösung.Im Rahmen der geförderten Projekte sollen jüngste Entwicklungen im Bereich der Hochleistungslaser genutzt werden, um hochenergetische Strahlung mittels lasergetriebenen Sekundäreffekten zu erzeugen, dazu gehören z. B.:

•     extrem ultraviolette (EUV-)Strahlung
•     Röntgenstrahlung
•     Gamma-Strahlung
•     Synchrotron-Strahlung
•     Elektronen- und Ionenstrahlung
•     thermische Neutronenstrahlung

 Das Antragsverfahren ist zweistufig angelegt.

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