Lieferung und Aufbau eines Tieftemperatur-Raman-Systems

Die Universität der Bundeswehr München (UniBw M) wurde 1973 auf Bestreben des damaligen Bundesministers der Verteidigung, Helmut Schmidt, unter dem Namen "Hochschule der Bundeswehr München" gegründet. Sie ist eine von zwei Universitäten, die die Bundeswehr zur Ausbildung ihrer Offiziersanwärter und jungen Offiziere hat. Die Universität gehört zum zivilen Organisationsbereich Personal und ist dem Bundesministerium der Verteidigung zugeordnet.

Die UniBw M hat am 11.08.2020 ein neues "Zentrum für Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr" (dtec.bw) gegründet. dtec.bw ist Bestandteil des Konjunkturprogrammes der Bundesregierung zur Überwindung der COVID-19 Krise und wird über das Bundesministerium der Verteidigung (BMVg) mit Forschungsmitteln aus dem Konjunkturprogramm ausgestattet. dtec.bw wird von der Europäischen Union finanziert. Das Projekt VITAL-SENSE wird durch dtec.bw finanziert.

Die UniBw M führt innerhalb des "Centers for Integrated Sensor Systems (SENS)" das Pilotprojekt VITAL-SENSE durch. In dem Projekt verfolgt die UniBw M die Bereitstellung von Basiskompetenzen (Hardware und Software) zur technischen Realisierung und zum Test von integrierten Sensorsystemen zum Monitoring von Vitalfunktionen. Konkret sollen Lösungen für mobile chemische und biologische Sensoren mit Fokus auf zweidimensionalen (2D) Schichten bzw. Nanoschichten entwickelt werden, die sowohl die Atemluft als auch Körperflüssigkeiten analysieren können. Neben schon existierenden kommerziellen Sensoren für Vitalfunktionen kann so ein sehr differenziertes Bild des Zustandes des Probanden ermittelt werden. Der interdisziplinäre Ansatz von VITAL-SENSE hat Applikationen aus unterschiedlichsten Bereichen wie zum Beispiel Monitoring von Stress, Müdigkeitserscheinungen und akuten Zuständen.

Die zivilen und militärischen Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig. In Zusammenarbeit mit der Bundeswehr können spezifische Lösungen erarbeitet werden. Für die Bundeswehr sind diese Systemüberlegungen von größter Bedeutung, da zukünftige Konzepte, zum Beispiel für das Sanitätswesen, autonome Systeme oder die Sicherheit der Soldaten und der Zivilbevölkerung, direkten Nutzen aus dem Vorhaben generieren können.

Im Rahmen des Projekts VITAL-SENSE benötigt die UniBw M ein Tieftemperatur Raman-System.

Gegenstand des Auftrags ist die Lieferung und der Aufbau eines Tieftemperatur-Raman-Systems.

Das Tieftemperatur-Raman-System muss insbesondere folgende Leistungsdaten umfassen:

- Integriertes Steuercomputer System zur Steuerung und Datenerfassung. - Bildgebende Positionierung der Probe über einen Bereich von >30 x 30 Quadratmikrometer, Hard- und Softwareseiting gesteuert durch das Raman Mikroskop. - Hyperspektrale Bildgebung mit automatisierten Raman-Spektren an jedem Pixel. Hard- und Softwareseiting gesteuert durch das Raman Mikroskop. - Weißlicht-Bildgebung zur Positionierung der Probe. - Positionierung der Probe innerhalb des Magnetfelds im gesamten Temperaturbereich über eine Reichweite von ~5mm x 5mm x 5mm. - Laserquelle für 633nm Anregungswellenlänge sowie Picosekunden gepulste Anregungsquelle bei 1064 nm. - Beugungsbegrenzte örtliche Auflösung von ~500nm bei einer Anregungswellenlänge von 633 nm durch Ramankompatibles Tieftemperaturobjektiv mit NA >0.8 im gesamten Temperaturbereich. - Messung der zweiten Harmonischen von 1064 nm bei 532 nm. - Nahezu nahtloser Wechsel zwischen Messung der Harmonischen und Messung von Raman-Spektren im selben Abkühlzyklus des Kryostaten. - Vollständige Polarisationskontrolle in Anregung und Detektion der Raman-Signale und Harmonischen mit l/4 und motorisierten l/2 Plättchen und motorisiertem Analysator. - Messung von Raman Signalen bei Energien >=10 rel. cm-1. - Kryostat mit geschlossenem Kreislauf für einen Temperaturbereich von 1.8 K bis 300 K. - Vibrationsisolierte Probenkammer. - Magnetfeld bis 9 T senkrecht zur Probenoberfläche. - Minimal 2 Koaxialverbindungen zum Probenhalter mit Frequenzbereich bis 20 GHz. - Minimal 8 zusätzliche elektrische Kontakte. - Probenhalter für schnellen Probenwechsel.