Hervorragende Reinräume für Photonics und Quantentechnologien
Dieser Themenbereich profitiert von der hervorragenden Reinrauminfrastruktur sowie vom Einsatz von photonischen Systemen in verschiedenen Anwendungen an den Grossforschungsanlagen. Mit dem ETHZ-PSI Quantum Computing Hub entsteht eine hervorragende Synergie zwischen der Grundlagenforschung an der ETH und der Hardwareentwicklung am PSI, welche international konkurrenzfähig ist.
Mit dem neuen Technologietransferzentrum Swiss PIC wird der Know-how Transfer von der Forschung in die Industrie in diesen beiden Themen gefördert. Ein Beispiel ist das Packaging von mikro-optischen Systemen.
Eine Kernkompetenz der Forschung am Paul Scherrer Institut PSI ist die Photonik.
Mit seinen Grossforschungsanlagen, darunter die Swiss Light Source (SLS), eine der modernsten Lichtquellen, sowie dem Swiss Free Electron Laser (SwissFEL) und weiteren Lasertechnologien, ist das Institut führend in der Entwicklung von Anwendungen und Lösungen im Bereich der Photonics.
Die folgenden Labors sind der Abteilung Photon Science (PSD) des PSI angegliedert:
- Labor für Makromoleküle und Bio-Imaging (LSB)
- Labor für Röntgen-Nanowissenschaften und -Technologien (LXN)
- Labor für kondensierte Materie (LSC)
- Labor für Synchrotronstrahlung und Femtochemie (LSF)
- Labor für fortgeschrittene Spektroskopie und Röntgenquellen (LSX)
- Labor für Nano- und Quantentechnologien (LNQ)
- Labor für nichtlineare Optik (LNO)
Die Detektorgruppen am PSI entwickeln einige der weltweit führenden Detektortechnologien, einschliesslich der Entwicklung neuartiger Sensormaterialien sowie dem Design von Chips, elektronischen Schnittstellen und zugehöriger Datenerfassungshardware. Die von der Röntgendetektorgruppe entwickelten Systeme ermöglichen beispielsweise die Datenerfassung von Einzelphotonenereignissen bis hin zu Datenströmen von Terabytes pro Sekunde. Einige dieser Entwicklungen bildeten die Basistechnologien des bekannten PSI-Spin-offs Dectris AG.
Zu den Bereichen, in denen das PSI erstklassige Lösungen und Prototyping-Fähigkeiten anbietet, gehören unter anderem:
- Beschleuniger
- Laser und Interferometer
- EUV-, Elektronen- und Laserlithografie
- Herstellung von Mikrolinsen und Erzeugung von 3D-Nanostrukturen für die Photonenmanipulation
- Mikro- und Nanobearbeitungsprozesse durch Abscheidung, Ätzen, Aufdruck
Um solche Maschinen und bahnbrechenden Geräte betreiben zu können, benötigen die Wissenschaftler des PSI regelmässig innovative Systeme und neuartige Software. Deshalb wurde am PSI ein Kompetenzzentrum für die Steuerung und Überwachung, die Datenerfassung, die Entwicklung und den Unterhalt von Hardware-, Firmware- und Softwaresystemen eingerichtet, die für den Betrieb der Elektronen- und Protonenbeschleunigeranlagen erforderlich sind. Teams von Technikern, Elektroingenieuren, Software-Ingenieuren und Physikern entwerfen, entwickeln und betreiben eine Vielzahl von hochspezialisierten Hardware- und Software-Subsystemen, definieren neue Datei- und Datenformate sowie Informationsverarbeitungsroutinen und Algorithmen in enger Zusammenarbeit mit den Experten der verschiedenen Beschleunigertechnologiegruppen, Betriebsteams, Strahlphysikern und Strahllinien-Wissenschaftlern. Diese Entwicklungen spiegeln sich auch in leadXpro wider, einem 2015 am PSI gegründeten Unternehmen.