Forschung
Unsere Forschung konzentriert sich auf theoretische Analysen, numerische Simulationen und experimentelle Untersuchungen zur Wellenausbreitung, Licht-Materie-Wechselwirkung und nichtlinearen Dynamik in optischen Systemen.
Modell
Nanophotonik and Licht-Materie-Wechselwirkung
Modellierung der Feldausbreitung in einem Nanolaser
Grafik: Ulf PeschelUnsere Forschung im Bereich der Nanophotonik konzentriert sich auf Metamaterialien, photonische Kristalle und plasmonische Strukturen. Die Modellierungsarbeiten zielen auf die effiziente Simulation der Wellenausbreitung und der Licht-Materie-Wechselwirkung in Halbleiter-Nanostrukturen ab. Hierfür werden Finite-Differenzen-Zeitbereichs-Codes (FDTD), Rigorous Coupled Wave (RCWA) Solver und numerische Implementierungen der Maxwell-Bloch-Gleichungen für Halbleiter verwendet.
Ein Computer-Cluster mit der entsprechenden Software und den erforderlichen Lizenzen wird in Ulf Peschels Arbeitsgruppe betrieben und gewartet.
Exziton-Polaritonen in Nanokavitäten
Bildung und Ausbreitung von Exziton-Polaritonen in Nanoresonatoren
Grafik: Ulf PeschelEin Teil unserer Modellierungsaktivitäten konzentriert sich auf hochresonante Halbleitersysteme, in denen Licht stark an Exzitonen gekoppelt ist und so neue bosonische Quasiteilchen bildet. In enger Zusammenarbeit mit mehreren experimentellen Gruppen simulieren wir die Dynamik und Selbstorganisation dieser sogenannten Exziton-Polaritonen, einschließlich Kondensation, Bistabilität und Musterbildung.
Experimente zur Selbstorganisation von Licht in optischen Fasern
Pulsausbreitung in gekoppelten Faserschleifen
Grafik: Ulf PeschelWir untersuchen die zeitliche Entwicklung optischer Pulse in einem Fasersystem und realisieren experimentell eine Diskretisierung der Zeit und zusätzliche synthetische Dimensionen in der eigentlich eindimensionalen Glasfaser. Wir beobachten die Bildung und Ausbreitung ein- und zweidimensionaler diskreter zeitlicher Solitonen, untersuchen die Rolle von Verstärkung und Verlusten bei Paritäts-Zeit-Symmetrie (PT-Symmetrie), plötzliche Phasenübergänge und unidirektionale Unsichtbarkeit. Wir bestimmten die Berry-Krümmung in einem topologischen optischen System und beobachteten die Ausbreitung von Verschränkung, die Thermalisierung und die Suprafluidität von Licht in einem optischen Gitter.
