In der Nanothermometrie werden thermisch bedingte Unterschiede der Emissionsintensität von Nanokristallen genutzt, um Temperatur zu messen. Weil diese Messmethode kontaktlos ist, bietet sie sich beispielsweise für Anwendungen in der Biomedizin oder der Hochleistungselektronik an. Bei solchen Anwendungen ist auch eine hohe räumliche Auflösung von großem Interesse. In unserer jüngsten Veröffentlichung haben wir Nanothermometrie mit dem Ansatz der Stimulated Emission Depletion (STED) Mikroskopie kombiniert. Bei STED wird zunächst ein optisches Medium mit einem beugungsbegrenzten Laserstrahl in der fundamentalen (gaußförmigen) Mode angeregt. Anschließend wird ein Teil der Anregung mit einer Doughnut-Mode gezielt abgebaut. Das detektierte spontan emittierte Licht kommt folglich aus einem Volumen, das geringer als die Beugungsbegrenzung ist.
Wir konnten numerisch zeigen, dass die Kombination von Nanothermometrie und STED Mikroskopie tatsächlich kontaktlose Temperaturmessungen unterhalb des Beugungslimits ermöglicht. Die so erreichbare hohe räumliche Auflösung bei der Temperaturmessung könnte bei der Optimierung oder Überwachung von Mikroelektroniken eingesetzt werden oder der thermischen in-vivo Bildgebung zu noch höherer Genauigkeit verhelfen.
Die Ergebnisse wurden in Optics Letters 46, 3352-3355 (2021) (DOI: https://doi.org/10.1364/OL.423626) veröffentlicht.
Die Arbeiten zu dieser Publikation wurden in der Gruppe Laser Components and Fibres durchgeführt.
