Das Labor für Nano-Optik Arbeitsgruppe
Wir untersuchen Licht jenseits der Diffraktionsgrenze und die Wechselwirkung mit Materie im Nanobereich. Wir sind besonders daran interessiert einzelne Quantensysteme zu untersuchen und Quantenphänomene zu erforschen, die im Sub-Wellenlängenbereich auftreten. Während wir fundamentalen Fragen in Bezug auf Licht, Materie und deren Interaktion nachgehen, könnten unsere Erkenntnisse zu der Entwicklung von Gerätschaften wie etwa neuartige Lichtquellen, Sensoren und funktionalen Materialien führen.
Unsere Forschung
Interessen und Motivation
Das Laboratorium für Nano-Optik umfasst experimentelle wie auch theoretische Forschungsaktivitäten innerhalb der Gebiete der Quanten-Nano-Optik, Nano Spektroskopie und der Nano Sensorik in enger Zusammenarbeit mit lokalen, nationalen und internationalen Forschungsgruppen
Lehrstuhl Labor für Nano-Optik
Unser Forschungsprofil
Wir konzentrieren uns auf drei Forschungsthemen
Quanten-Nano-Optik
Die Quantennatur des Lichts hat aufgrund ihrer technologischen Aussichten in den Bereichen Quanteninformation, Kommunikation, Sensorik und Metrologie großes Interesse geweckt. Wir kombinieren die Quantenoptik mit der Nano-Optik, um unser Verständnis der Licht-Materie-Wechselwirkung in diesem Zusammenhang zu verbessern und die Entwicklung dieser neuen Technologien voranzutreiben. Unser besonderes Interesse gilt der Kopplung neuartiger Quantenemitter mit Resonatoren im Nanomaßstab und der Untersuchung solcher hybriden Systeme mit Hilfe ultraschneller Techniken, die uns die Erforschung von Quantenphänomenen in Gegenwart starker Dekohärenz ermöglichen.
Nano-Spektroskopie
Die ultraschnelle Spektroskopie ist ein leistungsfähiges Instrument zur Untersuchung neuer Materialien und zur Verfolgung physikalischer oder chemischer Prozesse mit einer sehr hohen zeitlichen Auflösung. Mithilfe von Konzepten wie der Nanofokussierung wollen wir fortgeschrittene spektroskopische Techniken wie Pump-Probe und mehrdimensionale Ansätze in der Nano-Optik einsetzen, um ihre räumliche Auflösung über die Beugungsgrenze hinaus zu steigern und ihre Fähigkeit zu verbessern, einzelne Systeme, wie z. B. einzelne Moleküle, zu untersuchen.
Nano-Sensorik
Ein großer Vorteil optischer Sonden besteht darin, dass sie geringe Mengen von Zielmolekülen ohne direkten Kontakt mit der Probe nachweisen können. Obwohl fluoreszenzbasierte Ansätze verfügbar und ausreichend empfindlich sind, fehlt ihnen oft die nötige Flexibilität, um in Lab-on-a-Chip-Systeme integriert zu werden. Wir konzentrieren uns auf die nanophotonische Sensorik, da sie die Vorteile der optischen Sensorik zu nutzen verspricht und gleichzeitig deren Beschränkungen überwindet, indem sie eine hohe Empfindlichkeit, Spezifität und einen großen Dynamikbereich bietet und sich leicht in einfache und kostengünstige Geräte integrieren lässt. Darüber hinaus wollen wir Einzelmolekültechniken mit Schwerpunkt auf Biosensorik-Anwendungen weiterentwickeln.
Forschungsthemen
- Quanten-Nano-Optik
- Nano-Spektroskopie
- Nano-Sensorik
Veröffentlichungen
Measurement of radiative and guided modes in silicon-on-insulator photonic crystal slabs
Measurement of radiative and guided modes in silicon-on-insulator photonic crystal slabs
Towards real-world devices in InP-based PCs
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Losses and transmission in two-dimensional slab photonic crystals
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Optical spectroscopy of silicon-on-insulator waveguide photonic crystals
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High-bandwidth transmission of an efficient photonic-crystal mode converter
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Modal behavior of single-line photonic crystal guiding structures on InP substrate
Modal behavior of single-line photonic crystal guiding structures on InP substrate
Excitation of radiative and evanescent defect modes in linear photonic crystal waveguides
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Low-loss photonic-crystal and monolithic InP integration : bands, bends, lasers, filters
Low-loss photonic-crystal and monolithic InP integration : bands, bends, lasers, filters
Quantum theory of photonic crystal polaritons
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Highly directional emission from photonic crystal waveguides of subwavelength width
Highly directional emission from photonic crystal waveguides of subwavelength width
Optical spectroscopy of silicon-On-insulator waveguide photonic crystals
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Optical properties and photonic mode dispersion in two-dimensional and waveguide-embedded photonic crystals
Optical properties and photonic mode dispersion in two-dimensional and waveguide-embedded photonic crystals
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Labor für Nano-Optik
Fakultät IV, Fachbereich Physik
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57072 Siegen, Deutschland
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