Wie man Materie und Licht zusammenbringt

Wissenschaftlich hervorragend

Georg Richard Schwartz, Doktorand am Institut für Angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena in der Arbeitsgruppe Ultra Optics von Prof. Stefan Nolte, wurde mit dem ZEISS Ph.D. Award in Modern Optics ausgezeichnet. Die Ehrung wurde im Rahmen des PAF-Alumni-Tages am 5. Juni 2026 durch die Physikalisch-Astronomische Fakultät verliehen und von ZEISS gefördert.

Im Mittelpunkt der Auszeichnung steht Schwartz’ Forschung an sogenannten Chirped Pulse Amplification (CPA) Ultrakurzpulslaser – einer Schlüsseltechnologie für Anwendungen in Wissenschaft, Industrie und Medizin. Diese Lasersysteme erfordern eine hochpräzise Kontrolle der Dispersion, also der frequenzabhängigen Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht. Genau hier setzt seine Arbeit an: Georg Schwartz entwickelte und untersuchte neuartige gechirpte Faser-Bragg-Gitter, mit denen sich die Dispersion optischer Systeme gezielt und maßgeschneidert einstellen lässt. Diese Anpassung lässt sich über eine Aufweichung strenger Periodik in der Brechzahlmodifiation des Faserkerns erreichen.

Ein besonderer Fokus liegt auf der Verbesserung sogenannter Group-Delay-Ripple-Effekte, die zu spektralem Phasenrauschen führen und die Qualität der Laserpulse erheblich beeinträchtigen können. Durch hochaufgelöste Messmethoden und ein vertieftes Verständnis der zugrunde liegenden Laser-Materie-Wechselwirkungen gelingt es ihm, diese Limitierungen systematisch zu adressieren. Ziel ist es, Faser-Bragg-Gitter mit deutlich verbesserten Eigenschaften zu realisieren – unabhängig von Materialzusammensetzung oder Wellenlängenbereich.

Herausforderungen

Doktorand Georg Schwartz zu den Herausforderungen: „Der schwierigste Teil ist definitiv das Isolieren genauer physikalischer Ursachen für bestimmte Phasenfehler. Wir bewegen uns beim Einschreiben mit Femtosekunden-Lasern in einem extrem sensiblen und stark gekoppelten Parameterraum – verändert man einen Parameter, so hat das enorme Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften der gechirpten Faser-Bragg-Gitter. Deshalb lag der wissenschaftliche Anspruch für mich nicht im bloßen Ausprobieren für ein besseres Bauteil. Uns ging es darum, die Prozesse so präzise zu verstehen, dass wir das Phasenrauschen nicht nur irgendwie dämpfen, sondern seine Entstehung von vornherein systematisch verhindern können.

Die Arbeiten bewegen sich an der Grenze aktueller Lasertechnologie und leisten einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung moderner optischer Systeme. Sie verbinden grundlegende physikalische Fragestellungen mit konkreten technologischen Anwendungen.

"Wissenschaft lebt schließlich vom Miteinander"

Neben seiner Forschung engagiert sich Schwartz auch in der akademischen Selbstverwaltung und im wissenschaftlichen Austausch. So war er unter anderem im Fachschaftsrat und Fakultätsrat aktiv und übernahm 2025 den Vorsitz der Konferenz DokDok. Für seine wissenschaftlichen Beiträge wurde er bereits mehrfach ausgezeichnet, darunter 2024 mit dem Best Student Award der BGPP-Tagung.

Georg Schwartz zu seiner Motivation für sein Engagement über die Forschung hinaus: „Forschung ist oft so detailreich und komplex, dass man schnell Gefahr läuft, sich komplett in der eigenen Arbeit im Labor zu verlieren. Genau deshalb war mir dieses Engagement immer ein extrem wichtiger Ausgleich – es macht mir schlichtweg Spaß, Dinge auch jenseits der eigenen Experimente aktiv mitzugestalten. Wissenschaft lebt schließlich vom Miteinander. Mir ist es wichtig, eine Umgebung zu fördern, in der offener Austausch, transparente Strukturen und gegenseitige Unterstützung zählen. Eine gut vernetzte Gemeinschaft ist für mich die absolute Basis für gute Forschung. Denn man braucht eben nicht nur State-of-the-Art-Technik, sondern auch funktionierende Strukturen und einen echten Dialog, der weit über die eigene Arbeitsgruppe hinausgeht.“

Mit dem ZEISS Ph.D. Award würdigt die Physikalisch-Astronomische Fakultät herausragende Promotionsprojekte in der modernen Optik. Die Auszeichnung ist mit 5.000 Euro dotiert und wird durch das Unternehmen ZEISS ermöglicht.