abschlussarbeit im forschungsschwerpunkt …...rer kristall und ein lichtmodulator die grundlage...

Abschlussarbeit im Forschungsschwerpunkt

Komplexe Lichtfelder

Im Rahmen einer Masterarbeit sollen sogenannte Lissajous-Singularitäten durch die Überlagerung zweier räumlich struk-turierter Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge er-zeugt werden. Neben ihrem Beitrag zur Grundlagenforschung ist die Strukturierung von Licht zu dreidimensionalen Land-schaften Grundlage für viele Anwendungen wie z.B. die opti-sche Mikromanipulation durch optische Pinzetten, Kodie-rung von Zuständen im Licht zur Datenübertragung, Beein-flussung von Materialien zur Erzeugung ultrakleiner Maschi-nen, sowie Erhöhung der Auflösung in Bildgebungsverfahren. Damit legt sie das Fundament für viele zukunftsträchtige For-schungsgebiete. Um den immer vielfältigeren Ansprüchen zukünftiger Entwicklungen einen Schritt voraus zu sein, setzt diese Masterarbeit an dem noch jungen Forschungsgebiet von strukturiertem Licht mehrerer Wellenlängen an.

Bei der Erzeugung eines multichromatischen Lichtfeldes kombinieren sich die elektrischen Felder unter-schiedlicher Wellenlängen auf eine solche Weise, dass das Feld nicht wie übliche eine Polarisationsel-lipse, sondern Lissajous-Figuren beschreiben kann (s. Bild).

Masterarbeit (incl. Fachliche Spezialisierung und Projektplanung)

Erzeugung von Lissajous-Singularitäten durch die Wellenlängen-Multiplexing

Neben einigen numerischen Simulationen zu diesen Lichtfeldern und deren Singularitäten auf der Basis existierender Programme ist es Teil dieser hauptsächlich experimentellen Arbeit, einen Aufbau zur Erzeu-gung von räumlich strukturiertem frequenzverdoppeltem Licht umzusetzen. Hierzu werden ein nichtlinea-rer Kristall und ein Lichtmodulator die Grundlage bilden. Mithilfe des experimentellen Systems sollen dann zunächst grundlegende, später komplex strukturierte Laserstrahlen im Kristall frequenzverdoppelt wer-den, sodass sich Grundmode und erste Harmonische überlagern und zu neuen Lichtfeldern verbinden. Zur Vermessung dieser Lichtfelder wird ein neuartiger Messaufbau erstellt und erstmals angewendet.

Ansprechpartner: Ramon Runde, R. 122, [email protected] Dr. Eileen Otte, R. 120, [email protected] Institut für Angewandte Physik AG Nichtlineare Photonik www.nichtlineare-photonik.de

AG Nichtlineare Photonik

Die AG Nichtlineare Photonik im Institut für Angewandte Physik wird von Prof. Dr. Cornelia Denz geleitet. Mit rund 20 Mitgliedern arbeiten wirin Lehre und Forschung an aktuellen Fragestellungen auf dem Gebiet der Optik komplexer Lichtfelder für Anwendungen u.a. in den Bereichen der Nanophotonik, Biophotonik und Optofluidik, der Quantenoptik, nichtlinearen Optik und der Materialherstellung und -untersuchung optischer Materialien, z.B. auch mit ultrakurzen Laserpulsen. Sprechen Sie uns einfach an, wenn Sie im Hinblick auf Ihre Abschlussarbeit an einem der Themengebiete Interesse haben – egal ob Bachelor oder Master.

Abschlussarbeit im Forschungsschwerpunkt

Komplexe Lichtfelder

Im Rahmen einer Masterarbeit sollen sogenannte Lissajous-Singularitäten durch die Überlagerung zweier räumlich struk-turierter Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge er-zeugt werden. Neben ihrem Beitrag zur Grundlagenforschung ist die Strukturierung von Licht zu dreidimensionalen Land-schaften Grundlage für viele Anwendungen wie z.B. die opti-sche Mikromanipulation durch optische Pinzetten, Kodie-rung von Zuständen im Licht zur Datenübertragung, Beein-flussung von Materialien zur Erzeugung ultrakleiner Maschi-nen, sowie Erhöhung der Auflösung in Bildgebungsverfahren. Damit legt sie das Fundament für viele zukunftsträchtige For-schungsgebiete. Um den immer vielfältigeren Ansprüchen zukünftiger Entwicklungen einen Schritt voraus zu sein, setzt diese Masterarbeit an dem noch jungen Forschungsgebiet von strukturiertem Licht mehrerer Wellenlängen an.

Bei der Erzeugung eines multichromatischen Lichtfeldes kombinieren sich die elektrischen Felder unter-schiedlicher Wellenlängen auf eine solche Weise, dass das Feld nicht wie übliche eine Polarisationsel-lipse, sondern Lissajous-Figuren beschreiben kann (s. Bild).

Masterarbeit (incl. Fachliche Spezialisierung und Projektplanung)

Erzeugung von Lissajous-Singularitäten durch die Wellenlängen-Multiplexing

Neben einigen numerischen Simulationen zu diesen Lichtfeldern und deren Singularitäten auf der Basis existierender Programme ist es Teil dieser hauptsächlich experimentellen Arbeit, einen Aufbau zur Erzeu-gung von räumlich strukturiertem frequenzverdoppeltem Licht umzusetzen. Hierzu werden ein nichtlinea-rer Kristall und ein Lichtmodulator die Grundlage bilden. Mithilfe des experimentellen Systems sollen dann zunächst grundlegende, später komplex strukturierte Laserstrahlen im Kristall frequenzverdoppelt wer-den, sodass sich Grundmode und erste Harmonische überlagern und zu neuen Lichtfeldern verbinden. Zur Vermessung dieser Lichtfelder wird ein neuartiger Messaufbau erstellt und erstmals angewendet.

Ansprechpartner: Ramon Runde, R. 122, [email protected] Dr. Eileen Otte, R. 120, [email protected] Institut für Angewandte Physik AG Nichtlineare Photonik www.nichtlineare-photonik.de

AG Nichtlineare Photonik

Die AG Nichtlineare Photonik im Institut für Angewandte Physik wird von Prof. Dr. Cornelia Denz geleitet. Mit rund 20 Mitgliedern arbeiten wirin Lehre und Forschung an aktuellen Fragestellungen auf dem Gebiet der Optik komplexer Lichtfelder für Anwendungen u.a. in den Bereichen der Nanophotonik, Biophotonik und Optofluidik, der Quantenoptik, nichtlinearen Optik und der Materialherstellung und -untersuchung optischer Materialien, z.B. auch mit ultrakurzen Laserpulsen. Sprechen Sie uns einfach an, wenn Sie im Hinblick auf Ihre Abschlussarbeit an einem der Themengebiete Interesse haben – egal ob Bachelor oder Master.

.bio | BiophotonikBiomechanische, nicht-invasive Unter-suchungen lebender Zellen und von Organen mittels Laserstrahlen

.nano | Optische ManipulationAnordnung, Manipulation und Untersuchung von funktionalen Nano- und Mikropartikeln durch optische Pinzetten

.materials | Organische Optoelektronik

Herstellung, Strukturierung und Optimierung von Fluidkanälen, Lab-on-a-Chip Systemen und organischen Solarzellen

.integrated | Integrierte OptikIntegration komplexer zwei- und dreidimensionaler Strukturen durch Femtosekunden-Laserlithographie

.lattice | Photonische GitterOptische Induktion zwei- und dreidimensionaler Brechungsindex-strukturen photonischer Kristalle in nichtlinearen Kristallen und

Lichtpropagation in diesen Strukturen

.nonlinear | Optische Frequenzkonversion

Herstellung und Analyse nichtlinearer photonischer Strukturen durch komplexePhasenanpassung

Institut für Angewandte PhysikArbeitsgruppe Nichtlineare Photonik | Prof. Dr. Cornelia Denz

> Bachelor- und Masterarbeiten 2019/20

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>> .lattice & .integrated | Dr. Alessandro Zannotti, Haissam Hanafi > Netzwerke aus Kaustiken mit maßgeschneiderten Intensitätsstatistiken (BSc) > Erzeugung photonischer Festkörperstrukturen (MSc)

>> .materials | Milena Merkel > Strukturierung organischer Solarzellen (BSc) > Einfluss von Nanopartikeln in organischen Solarzellen (MSc)

>> .nano | Dr. Eileen Otte, Ramon Runde, Valeria Bobkova > Eigenschaften der optischen Pinzette in einem 3-dimensionalen optischen Potential (BSc) > Entwicklung und Untersuchung von optischen Sensoren zur Analyse von inhomogenen Lichtstrukturen (MSc) > Herstellung und Untersuchung von optisch angetriebenen Nanorobotern (MSc)

>> .complex | Dr. Eileen Otte, Ramon Runde > Anwendung komplexer 3-dimensionaler Lichtfelder im Fokus einer optischen Pinzette (BSc) > Erzeugung von Lissajous-Singularitäten in der Polarisation von Lichtfeldern (MSc) > Untersuchung topologischer Strukturen anhand von verknoteten Lichtfeldern in Phase und Polarisation (MSc)

>> .nonlinear | Dr. Jörg Imbrock, Haissam Hanafi > Herstellung und Charakterisierung von funktionalen zweidimensionalen photonischen Strukturen (BSc) > Erzeugung und Charakterisierung eines 3-dimensionalen nichtlinearen photonischen Kristalls (MSc)

>> .bio | Randhir Kumar > Messung von optischen Kräften an lebenden Zellen (BSc) > Direkte und indirekte Kraftmessungen an lebenden Zellen (MSc)

Lichtinduzierte Kontrolle von Fluiden, Tropfen und Nanopartikeln sowie lichtangetriebenen Nano(bio)robotern

.complex | Komplexe LichtfelderHolographische Modulation von Amplitude, Phase und Polarisation für die singuläre Optik, Quantenoptik und die optische Mikromanipulation