Erzeugung nichtlinearer zweidimensionaler photonischer Gitter

In unserer Arbeitsgruppe "Nichtlineare Photonik" untersuchen wir neuartige Möglichkeiten, die Propagation von Licht zu beeinflussen und zu kontrollieren. Hierbei spielen besonders nichtlineare Effekte eine wichtige Rolle, weil diese eine Wechselwirkung zwischen unterschiedlichen Lichtfeldern ermöglichen. Vor diesem Hintergrund hat sich in den letzten Jahren ein aktives Forschungsfeld entwickelt und insbesondere die Untersuchung von photonischen Strukturen hat hier viele interessante Ansätze hervorgebracht.

Ein wichtiges Gebiet innerhalb dieses Themenkomplexes untersucht dabei die Eigenschaften und Möglichkeiten sogenannter photonischer Gitter. Die grundlegende Idee hinter diesen Strukturen ist es, den Brechungsindex eines Materials periodisch zu modulieren und dadurch die Propagationseigenschaften von Licht gezielt zu beeinflussen. Ist das betrachtete Material zusätzlich noch nichtlinear, so können sich aus dem Zusammenspiel von Strukturierung und Nichtlinearität völlig neue Phänomene ergeben.

Das Thema dieser Arbeit ist die Erzeugung zweidimensionaler Wellenleiterarrays in einem photorefraktiven Kristall. Hierbei werden mit räumlich maßgeschneiderten Lichtfeldern periodische Brechungsindexstrukturen in photosensitive Materialien geschrieben. Analog zu zweidimensionalen Materialien und deren spezifischer elektronischer Bandstruktur soll die photonische Bandstruktur und die damit zusammenhängende Propagation des Lichtes durch das Wellenleiterarray untersucht werden. Hierbei entstehen interessante Möglichkeiten sowohl festkörperphysikalische Phänomene photonisch zu simulieren und zu untersuchen als auch quantenmechanische Effekte zu reproduzieren. Diese Abschlussarbeit bietet vielseitige Möglichkeiten der Forschung - wir arbeiten experimentell, simulieren die Propagation des Lichtfeldes und die Brechungsindexstrukturen numerisch und beschäftigen uns mit verschiedenen weiteren fachbereichsübergreifenden Phänomenen der Physik.

Diese Abschlussarbeit ist geeignet für engagierte Studentinnen und Studenten, die sich für Optik und Photonik interessieren und an aktueller Forschung mitarbeiten möchten. Eigenständiges wissenschaftliches Arbeiten, die Justage optischer Komponenten sowie grundlegende Programmieraufgaben sind Teile der täglichen Laborarbeit und sollen erlernt werden. Auch die Interpretation und Präsentation der eigenen Ergebnisse sind Teil einer solchen Abschlussarbeit. Die Bereitschaft zur Einarbeitung in (englischsprachige) Fachliteratur wird vorausgesetzt.

Ansprechpartner: Marius Rimmler.