Projekt

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Ultrafast semiconductor disk lasers: enablers for widespread bio-medical imaging

Gesuchsteller/in Emaury Florian
Nummer 173819
Förderungsinstrument Bridge - Proof of Concept
Forschungseinrichtung Institut für Quantenelektronik ETH Zürich
Hochschule ETH Zürich - ETHZ
Hauptdisziplin Technische Physik
Beginn/Ende 01.04.2017 - 31.05.2018
Bewilligter Betrag 130'000.00
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Alle Disziplinen (2)

Disziplin
Technische Physik
Neurophysiologie und Hirnforschung

Keywords (6)

Ultrasfast lasers; Microscopy; Photonics; Bio-Imaging; Semiconductor lasers; Medical imaging

Lay Summary (Französisch)

Lead
Le but de ce projet est de développer un prototype laser fiable et transportable, à base de laser à disque à semi-conducteurs pour démontrer la faisabilité industrielle de ce concept et établir les exigences d’une industrialisation à grande échelle. Ce prototype est également destiné à attirer les premiers utilisateurs en effectuant des tests avec plusieurs partenaires. Parallèlement, le volet commercial du projet fera l'objet d'une étude approfondie afin d'obtenir une définition précise des marchés et de leurs segmentations. Ce projet vise en particulier à servir le marché de la microscopie à plusieurs photons, qui nécessite des sources femtosecondes à faible coût pouvant délivrer plusieurs longueurs d'ondes spécifiques.
Lay summary

Le fort intérêt de l'industrie et de la recherche pour des sources laser peu couteuses, compactes, fiables et délivrant des impulsions dans le domaine femtoseconde (<10e-12 s) a poussé les développements dans la recherche, aboutissant vers de nombreux types de produits commerciaux. Des sources laser ultra-rapides avec des taux de répétition très élevés (> 1 GHz, c'est-à-dire plus de 1 milliard d'impulsions par seconde) présentent en particulier un grand intérêt en raison de leur simplicité et de leur compacité par rapport aux lasers à base d’amplificateurs à plusieurs étages qui sont beaucoup plus complexes. Les lasers à disque à semi-conducteurs ultra-rapides combinent un bon rapport coût-efficacité et une faible complexité tout en délivrant des impulsions femtosecondes de haute qualité. La technologie semi-conducteur permet une production en série à échelle industrielle, tout en combinant la liberté de choisir la longueur d'onde d'émission pour chaque application par l'ingénierie de la structure semi-conducteur. Ces avantages clés permettront le développement de lasers femtosecondes abordables pour de nombreuses applications.

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 17.03.2017

Lay Summary (Englisch)

Lead
The goal of this project is to develop a turn-key, reliable and transportable semiconductor disk laser prototype to demonstrate the industrial-grade feasibility of this laser concept and to establish the requirements for full scale industrialization. This prototype development is also meant to attract early adopters by performing tests with several partners. In parallel, the business side of the project will be investigated to reach a precise definition of the markets and of their segmentations. This project aims, in particular, to address the market of multi-photon microscopy, which requires low-cost femtosecond sources at several specific wavelengths.
Lay summary

The strong industry and research interest in inexpensive, compact and reliable ultrafast laser sources with pulses in the femtosecond domain (< 10e-12 s) has driven research in several ultrafast laser branches towards commercial products. Very high repetition rate ultrafast laser sources (> 1 GHz, i.e. more than 1 billion pulses per second) are of high interest due to their simplicity and compactness compared to more complex multi-stage amplifier lasers. Ultrafast semiconductor disk lasers combine cost-efficiency and low complexity with high performance femtosecond pulses. The semiconductor technology allows for mass-production on wafer scale. Further, the emission wavelength can be tailored to the application via band-gap engineering. These key advantages will enable the development of affordable femtosecond lasers for many applications.  

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 17.03.2017

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Zusammenarbeit

Gruppe / Person Land
Formen der Zusammenarbeit
ScopeM/ ETHZ - Dr. Gabor Csucs Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
UZH/HIFO / Prof. Helmchen Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
ETH Zurich / Prof. Ursula Keller Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen

Wissenschaftliche Veranstaltungen

Aktiver Beitrag

Titel Art des Beitrags Titel des Artikels oder Beitrages Datum Ort Beteiligte Personen
SPIE BiOS 2018 Poster Multiphoton microscopy in every lab: the promise of ultrafast semiconductor disk lasers 27.01.2018 San Francisco, CA, Vereinigte Staaten von Amerika Emaury Florian;
15th Advanced Imaging Methods Workshop 2018 Poster Femtosecond semiconductor disk lasers: a promising tool for the future of multiphoton imaging 24.01.2018 Berkeley, CA, Vereinigte Staaten von Amerika Emaury Florian;
European Conference on Biomedical Optics 2017 Vortrag im Rahmen einer Tagung Multiphoton microscopy in every lab: the promise of ultrafast semiconductor disk lasers 25.06.2017 Munich Germany, Deutschland Emaury Florian;
Conference on Lasers and Electro-Optics: Applications and Technology 2017 Vortrag im Rahmen einer Tagung Ultrafast semiconductor disk lasers for in vivo multiphoton imaging 14.05.2017 San Jose, California, Vereinigte Staaten von Amerika Emaury Florian;
Focus On Microscopy 2017 Poster In vivo multiphoton imaging using ultrafast semiconductor disk lasers 09.04.2017 Bordeaux, Frankreich Emaury Florian;


Veranstaltungen zum Wissenstransfer

Aktiver Beitrag

Titel Art des Beitrags Titel des Artikels oder Beitrages Datum Ort Beteiligte Personen
EPIC Biophotonics workshop Vortrag 30.11.2017 Amesterdam, Niederlande


Kommunikation mit der Öffentlichkeit

Kommunikation Titel Medien Ort Jahr
Medienarbeit: Printmedien, Online-Medien Electro-Optics: "The road from research to business: challenges and triumphs" ETH Phys Website International 2017
Neue Medien (Web, Blogs, Podcasts, NewsFeed, usw.) MicPulse Website Own Website International 2017
Neue Medien (Web, Blogs, Podcasts, NewsFeed, usw.) Post on Twitter Twitter International 2017
Medienarbeit: Printmedien, Online-Medien The road from research to business: challenges and triumphs Electrootpics Magazine International 2017

Abstract

This project aims to revolutionize the market of ultrafast-pulsed laser sources with semiconductor technology. The goal is to validate the development of affordable laser sources in order to provide a suitable solution that enables research and industrial personnel to perform advanced optical non-linear processes such as bio-medical imaging.
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