Das Labor für Nano-Optik Arbeitsgruppe

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.