Grundlegende theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Wellenfrontformung tief im biologischen Gewebe

• Antragsteller: Professor Dr. Alwin Kienle
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445978371

Ziel des Projektes ist die erstmalige grundlegende Untersuchung der Wellenfrontformung tief in streuenden, insbesondere biologischen, Medien und deren Anwendungen basierend auf exakten und effizienten - sowohl analytischen als auch numerischen – Lösungen der Maxwellgleichungen und der Strahlungstransportgleichung. Beispielsweise soll die Fokussierung durch Wellenfrontformung systematisch in Abhängigkeit aller optischen Eigenschaften und der Tiefe des streuenden Mediums sowohl für gepulste als auch für Dauerstrichquellen charakterisiert werden. Des Weiteren sollen verschiedene Techniken, beispielsweise Korrelationsuntersuchungen mithilfe des remittierten elastisch gestreuten Lichts und des remittierten Ein- bzw. Mehrphotonen-Fluoreszenzlichts, für eine erfolgreiche und nicht-invasive Kontrolle (Feedback) der Bildung eines scharfen Fokus tief im streuenden Medium untersucht werden. Die theoretischen Ergebnisse sollen mit Messungen vorwiegend an optisch und geometrisch, teilweise mikroskopisch, genau charakterisierten statischen und nicht-statischen Phantomsystemen, aber auch an tierischen Ex-Vivo-Geweben validiert werden. Obige Arbeiten versprechen im Erfolgsfall eine Reihe äußerst wichtiger Anwendungen, insbesondere die Möglichkeit der mikroskopischen Bildgebung in weitaus größeren Gewebetiefen als es momentan der Fall ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen