Computergestützte Photonik

Willkommen in unserer Forschungsgruppe für Computational Electrodynamics und Photonics Design.

Wir untersuchen, modellieren und entwerfen komplexe photonische Systeme – von einzelnen Nanoantennen über Metaflächen, Metamaterialien, photonische Kristalle bis hin zu integrierten nanophotonischen Schaltkreisen und Meta-Wellenleitern – einschließlich rekonfigurierbarer photonischer Strukturen mit dynamischer und einstellbarer elektromagnetischer Antwort.

Unser Ziel ist es, die Wechselwirkung von Licht und Materie in nanostrukturierten Materialien mit bislang unerreichter Präzision und Komplexität zu verstehen und gezielt zu steuern. Dies wird durch Fortschritte in der Top-down- und Bottom-up-Nanofabrikation ermöglicht und in enger Zusammenarbeit mit experimentellen Partnern erforscht.

Unsere Expertise umfasst Computational Electrodynamics und Computational Electromagnetics, also die numerische Modellierung und Simulation elektromagnetischer Systeme. Wir nutzen dabei fortschrittliche numerische Methoden wie FDTD, Frequenzbereichs-Methoden und Multipolansätze, Hochleistungsrechnen sowie die theoretische Modellierung von Materialeigenschaften, einschließlich Dispersion, Nichtlinearität, Nichtlokalität, Anisotropie und zeitabhängigen Medien.

Wir entwickeln außerdem Inverse-Design-Strategien unter Einsatz von Adjoint-Topologie-Optimierung und Maschinellem Lernen, die sowohl die Entdeckung nanostrukturierter Systeme mit verbesserter Leistung als auch das Verständnis neuer optischer Phänomene ermöglichen.

Durch die Kombination von physikalischem und theoretischem Verständnis, numerischer Simulation und experimentellen Randbedingungen streben wir an, die nächste Generation von Metaphotonik-, Nanoantenne- und integrierten Nanophotonik-Technologien voranzubringen, mit Fokus auf rekonfigurierbare und ultraschnelle optische Geräte, programmierbare Metaflächen, verstärkte Licht-Materie-Wechselwirkungen, On-Chip-Optik und Quantenphotonik, alles erforscht in einem virtuellen computationalen Labor für Licht.

Bitte sehen Sie sich unsere Publikationen an und kontaktieren Sie uns gerne. Wir suchen stets motivierte und talentierte Forscher:innen, die uns dabei unterstützen, diese Vision zu verwirklichen.