THz Synthesis and Interaction

Die Photonik wird aufgrund ihres hohen Innovationspotenzials weltweit als eine der Schlüsseltechnologien der Zukunft angesehen die bereits jetzt zu einer Vielzahl von Anwendungen in Forschung und Industrie kommt. In dem vorgestellten Spezial-Forschungsbereich (SFB) des FWF mit dem Titel "Next Generation Light Synthesis and Interaction" sollen neue Konzepte der Lichterzeugung und der Licht-Materie-Wechselwirkung erforscht werden. Diese sind entscheidend zur Entwicklung einer nächsten Generation von photonischen Bauelementen und Systemen. Dieser SFB baut darauf auf, vorhandene Kompetenzen und Infrastrukturen aus einer erfolgreichen Zusammenarbeit (SFB ADLIS - Advanced Light Sources) mit Ideen von neu etablierten Forschergruppen in Österreich zu verbinden. Insbesondere sollen experimentelle und theoretische Gruppen in Graz, Innsbruck und Wien ihre Forschungsschwerpunkte in den folgenden drei Kernbereichen bündeln: (1) Light Synthesis: das vorhandene Wissen zur Herstellung effizienter, maßgeschneiderter Photonenquellen, insbesondere die Erzeugung von kohärentem Laserlicht einerseits im Dauerstrichbetrieb (Quantenkaskadenlaser) und andererseits im Bereich ultrakurzer Lichtpulse mit hoher Intensität (Femtosekunden- Technologie) soll weiter ausgebaut werden. Neueste Erkenntnisse der Photonik über Mikro-Resonatoren, Plasmonen und Exzitonen für neuartige Lichtquellen sollen hier einfliessen. (2) Resonatoren sind fundamentale Bausteine der Photonik, die das kontrollierte Erzeugen, Speichern, Verstärken und Koppeln von Licht ermöglichen. Zur Optimierung dieser Funktionen werden wir neuartige Resonatorkonzepte wie photonische Kristalle, Ringe, Fasern oder strip lines untersuchen und nichtlineare Effekte durch steuerbare Kopplung mehrerer Resonatoren ausnutzen. (3) Licht-Materie-Wechselwirkung besonders in sub-Wellenlängendimensionen bildet den Kern dieser Untersuchungen: wir beobachten den Einfluß sehr starker und sehr kurzer Lichtimpulse; die Verstärkungsdynamik in Quantenkaskadenlasern; die starke Kopplung von Licht mit Materie (Polaritonen, NV-Zentren, Spin Ensembles). Das Besondere unserer Forschergruppe liegt in der gemeinsamen wissenschaftlichen Kompetenz, die sich von der Quantenoptik der Licht-Materie-Wechselwirkung bis hin zur Herstellung photonischer Bauelemente erstreckt. Der Mehrwert unserer Zusammenarbeit ergibt sich durch eine Vielzahl von Synergien der teilnehmenden Gruppen. Die bereits bestehende Zusammenarbeit mehrerer beteiligter Wissenschafter bildet eine vielversprechende Ausgangsbasis für die Gründung eines österreichischen Forschungsschwerpunkts, der im Bereich der Photonik internationale Beachtung findet.