Hochgenaue Magnetfeld-Messtechnik auf Basis von Quantentechnologie

Quantenbasierte optisch gepumpte Magnetometer arbeiten sehr genau und ohne aufwendige Kühlung.

Magnetometrie

© Fraunhofer IPM
Magnetische Feldstärken in verschiedenen Anwendungsfeldern, die mit Magnetfeldsensoren nachgewiesen werden müssen.

Der Nachweis von Magnetfeldern im Innern von Objekten ist durch kontaktfreie Messung von außen möglich, weil Magnetfelder im Gegensatz zu elektrischen Feldern kaum abgeschirmt werden. Dies ist zugleich ein Hindernis für Messsysteme, die auf Magnetfeldsensoren basieren, denn sämtliche Objekte unserer alltäglichen Umgebung erzeugen Magnetfelder (siehe nebenstehende Abbildung). Deshalb ist es wichtig, die magnetische Umgebung eines solchen Messsystems sehr gut zu kontrollieren.

Unser Ziel ist es, hochaufgelöste Magnetfeldmessungen in unsere Messsysteme zu integrieren und somit eine große Bandbreite an für die Industrie relevanten Observablen hochgenau messen zu können. Am Fraunhofer IPM entwickelte Systeme arbeiten hauptsächlich mit optisch gepumpten Magnetometern (OPM). Dieser Sensortyp zeichnet sich durch extreme Messgenauigkeit aus, die lediglich durch quantenphysikalische Gesetze limitiert ist. OPM benötigen im Unterschied zu vielen anderen quantenbasierten Sensoren keine aufwendige Kühlung. Durch den intensiven Austausch mit unseren Partnern in Wissenschaft und Industrie werden wir Erkenntnisse aus der Quantenforschung in marktfähige Technologien überführen.

Unsere Messsysteme bauen auf kommerziell verfügbaren Einzelsensoren auf und sollen neue Anwendungsszenarien vor allem im Bereich der Niederfeld-NMR und der Materialprüfung erschließen.

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Fraunhofer-Leitprojekte

Fraunhofer stellt sich den aktuellen Herausforderungen für die deutsche Industrie. Mit den Leitprojekten setzt sie strategische Schwerpunkte, um konkrete Lösungen zum Nutzen für den Standort Deutschland zu entwickeln. Ziel ist es,
wissenschaftlich originäre Ideen schnell in marktfähige Produkte umzusetzen.  

 

Leitprojekt »QMag«

Im Fraunhofer Leitprojekt »QMag« erforscht Fraunhofer IPM die Industrietauglichkeit optisch gepumpter Magnetometer (OPM).