Im Rahmen des von der EU finanzierten Projekts «Clean Sky 2 SWISSMODICS» hat CSEM einen CMOS-Ausleseschaltkreis für die Breitband-Bildgebung entwickelt. Der Ausleseschaltkreis wurde mit Quantenpunkten beschichtet – winzigen lichtempfindlichen Partikeln mit hervorragenden Sensoreigenschaften ausserhalb des sichtbaren Bereichs, die vom niederländischen Start-up-Unternehmen QDI Systems geliefert wurden. Diese hat CSEM in einen innovativen Bildsensor umgewandelt, der sowohl Röntgenstrahlen als auch kurzwellige Infrarot-Photonen (SWIR) mit bisher unerreichter Empfindlichkeit erkennen kann, was einen bedeutenden Fortschritt in der Bildgebungstechnologie darstellt. Gleichzeitig kann der monolithische Integrationsansatz dazu beitragen, Kosten zu senken.
Der Sensor hat das Potenzial, in verschiedenen Bereichen die Bildgebung grundlegend zu verändern. Im Gesundheitsbereich könnte er etwa die medizinische Bildgebung verbessern. Artem Shulga, CEO von QDI Systems, erklärt dies so: «Unser Ziel ist es, qualitativ hochwertige Diagnosen zu ermöglichen und zugleich die Strahlenbelastung deutlich zu reduzieren, um die Sicherheit von Mammografien und zahnmedizinischen Röntgenaufnahmen zu erhöhen.» Im Bereich der industriellen Inspektion könnte die hohe Auflösung dieses Sensors das zerstörungsfreie Prüfen revolutionieren. So könnten versteckte Risse oder strukturelle Schwächen in Maschinen und Flugzeugkomponenten entdeckt werden, ohne diese zu zerlegen – das spart Zeit, Kosten und Ressourcen.
Darüber hinaus könnten die SWIR-Fähigkeiten des Sensors in der Landwirtschaft genutzt werden, um die Pflanzengesundheit und den Wassergehalt präziser als jemals zuvor zu überwachen. Auch im Bereich der Nachhaltigkeit zeigt der Sensor grosses Potenzial: Durch eine effizientere Sortierung von Kunststoffen kann er das Abfallrecycling verbessern, was wiederum ökologische Vorteile bringt.
Auch wenn sich einige dieser bahnbrechenden Anwendungen noch in der Testphase befinden, gewährleistet das Design des Sensors – bei dem die Komponenten zur Photonenerkennung direkt in den CMOS-Ausleseschaltkreis integriert sind – bereits jetzt eine kosteneffektive und skalierbare Fertigung. Dieser Durchbruch verschiebt nicht nur die Grenzen der Bildgebungstechnologie, sondern ebnet auch den Weg in eine Zukunft, in der solche Fortschritte leichter zugänglich und effizienter werden und der Gesellschaft in vielerlei Hinsicht zugutekommen.
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