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Hybrid Numerical Optics

Numerical approaches for the description and modeling of light fields in optical media can profit significantly from modern trends in computer technology. In particular, massive parallelization using graphic cards (GPUs) enables new approaches to efficient simulation and offers at relatively moderate cost large computing power and high performance which so far could only be achieved using computer clusters. Also, using current tools a continuous modeling and simulation of light-matter interaction including thermal and mechanical effects is often not possible. This demands for the development of new tools allowing for comprehensive theoretical description of such systems: hybrid optical simulation. In a new joint research project at the Hannover Centre for Optical Technologies HOT funded by the VW Stiftung within the Nieders. Vorab program we aim to develop novel simulation tools by combining optical, mechanical (acoustic) and thermal simulation concepts. The ultimate goal is to lay the foundations for a deeper understanding of light-matter interaction in complex optical systems. For this purpose, the we investigate dynamic interaction of light fields in various material systems such as dielectrics, semiconductors, fluids, and biological tissue. The innovative aspect of our approach is to include the material response, e.g. thermal effects, in the description of the light propagation.

Partners

  • Hannoversches Zentrum für Optische Technologien (HOT)
  • Institut für Quantenoptik (IQ)
  • Institut für Transport und Automatisierung (ITA)
  • Institut für Produktion und Gerätebau (IPeG)
  • Institut für Mess- und Regelungstechnik (IMR)
  • Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)

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Entsprechende Teilprojekte

Numerische Optik und Simulation

Simulation of Light-Tissue Interaction in Biological Media

Bild zum Projekt Simulation of Light-Tissue Interaction in Biological Media

Leitung:

Dr. Merve Wollweber, Prof. Dr. Bernhard Roth

Bearbeitung:

Dr. Oliver Melchert

Kurzbeschreibung:

Numerical Optics and Simulation - Subproject 1: Obtaining optic and acoustic properties of biological tissue via inverse simulations

 

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Thermomechanische und optische Simulation monolithischer Polymer-Sensorsysteme

Bild zum Projekt Thermomechanische und optische Simulation monolithischer Polymer-Sensorsysteme

Leitung:

Dr.-Ing. Maik Rahlves, Prof. Dr. Bernhard Roth, Prof. Dr. Reithmeier

Bearbeitung:

MSc Monali Suar

Kurzbeschreibung:

Numerische Optik und Simulation - Teilprojekt 2: Thermomechanische und optische Simulation monolithischer Polymer-Sensorsysteme

 

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Dynamische Lichtpropagation in Hochleistungs-Glasfaserverstärkern

Bild zum Projekt Dynamische Lichtpropagation in Hochleistungs-Glasfaserverstärkern

Leitung:

Dr. Peter Weßels, Laser Zentrum Hannover e.V.

Kurzbeschreibung:

Numerische Optik und Simulation - Teilprojekt 3: Dynamische Lichtpropagation in Hochleistungs-Glasfaserverstärkern

 

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Superkontinuumserzeugung in Siliziumwellenleitern

Bild zum Projekt Superkontinuumserzeugung in Siliziumwellenleitern

Leitung:

Prof. Uwe Morgner, Institut für Quantenoptik, Hannover

Kurzbeschreibung:

Numerische Optik und Simulation - Teilprojekt 4: Superkontinuumserzeugung in Siliziumwellenleitern

 

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Simulation des optomechatronischen Verhaltens laserbasierter Beleuch-tungssysteme

Bild zum Projekt Simulation des optomechatronischen Verhaltens laserbasierter Beleuch-tungssysteme

Leitung:

Prof. Roland Lachmayer, Institut für Produktentwicklung und Gerätebau, Hannover

Kurzbeschreibung:

Numerische Optik und Simulation - Teilprojekt 5: Simulation des optomechatronischen Verhaltens laserbasierter Beleuch-tungssysteme

 

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Modellierung von optischen und elektronischen Materialeigenschaften basierend auf strukturellen Schichtparametern

Bild zum Projekt Modellierung von optischen und elektronischen Materialeigenschaften basierend auf strukturellen Schichtparametern

Leitung:

Prof. Detlev Ristau, Abteilung Laserkomponen-ten, Laser Zentrum Hannover e. V., Hannover

Kurzbeschreibung:

Numerische Optik und Simulation - Teilprojekt 6: Modellierung von optischen und elektronischen Materialeigenschaften basierend auf strukturellen Schichtparametern

 

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Simulation der Lichtleiteigenschaften in koaxial strömenden Fluidpaaren mittels wellenoptischer Lichtpropagation in fluiddynamisch und thermisch aufgeprägten Brechungsindexverteilungen

Bild zum Projekt Simulation der Lichtleiteigenschaften in koaxial strömenden Fluidpaaren mittels wellenoptischer Lichtpropagation in fluiddynamisch und thermisch aufgeprägten Brechungsindexverteilungen

Leitung:

Prof. Ludger Overmeyer, Laser Zentrum Hannover e.V., Hannover

Kurzbeschreibung:

Numerische Optik und Simulation - Teilprojekt 7: Simulation der Lichtleiteigenschaften in koaxial strömenden Fluidpaaren mittels wellenoptischer Lichtpropagation in fluiddynamisch und thermisch aufgeprägten Brechungsindexverteilungen

 

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Hybrid Numerical Optics

Bild zum Projekt Hybrid Numerical Optics

Förderung durch:

Niedersächsisches Vorab

Kurzbeschreibung:

A New Topical Focus at the Hannover Centre for Optical Technologies HOT

 

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