Dr. Maria Wächtler (r.) und Dr. Daniil Kartashov untersuchen Quantenpunkte und Nanodrähte.

Schwerpunkt

Das Leuchten der Atome - Über nichtlineare Optik in der Nanowelt
Dr. Maria Wächtler (r.) und Dr. Daniil Kartashov untersuchen Quantenpunkte und Nanodrähte.
Foto: Jens Meyer (Universität Jena)

Die nichtlineare Optik ist eine menschengemachte Physik: Ohne die Entwick­lung leistungsstarker Laser ließen sich Photonen – die Einzelgänger unter den Elementarteilchen – unmöglich in ausreichender Zahl versammeln, um sich mit Elektronen zu kollektiven Schwingungen zu vereinen. Ohne die Intensi­tät von Femtosekundenlaserpulsen ließen sich Lichtwellen niemals in einer Feldstärke erzeugen, die nötig ist, um die Materie selbst zum Leuchten zu bringen, um Licht seine Farbe ändern zu lassen oder durch die Wechselwir­kung mit Ladungsträgern zu hohen harmonischen Schwingungen anzuregen. Forschungsteams der Universität Jena untersuchen diese Interaktionen zwi­schen Licht und Materie. Im Sonderforschungsbereich »Nichtlineare Optik auf atomaren Skalen« nehmen sie insbesondere in den Blick, was passiert, wenn intensives Laserlicht auf einzelne Atome und winzige Nanostrukturen trifft. Damit öffnen sie ein neues Fenster in die Nanowelt.

Blick auf eine versilberte Siliziumspitze zum Abtasten von Oberflächen und Material.
Ohne Materie kein Licht
Was ist eigentlich nichtlineare Optik?
Nachbau des ersten Gaslasers in Deutschland von 1962.
Die älteste Disziplin der Physik
Meilensteine der Optik
Prof. Dr. Ulf Peschel und Prof. Dr. Stefanie Gräfe sind Sprecher des SFB "NOA".
Physikalische Grenzen sind nicht das Limit
Wissenschaftliche Erkenntnis braucht ein theoretisches Fundament
Prof. Dr. Isabelle Staude (r.) und Physik-Doktorand Tobias Bucher entwickeln optische Antennen.
Ultimativ dünn: Halbleiter aus einer Atomlage
2D-Materialien mit optischen Nanoantennen werden maßgeschneidert
Prof. Dr. Carsten Ronning an einem Versuchsaufbau eines Photolumineszenzexperimentes.
Wenn Licht und Elektronen gemeinsam leuchten
»Spaser« sind die kleinsten Laser der Welt
Dr. Daniil Kartashov (l.) und Dr. Maria Wächtler arbeiten mit nichtlinear optischen Methoden.
Serienbildfotografie in Nanomaterialien
Extrem schnelle Vorgänge in winzig kleinen Halbleitern
Das Team nutzt Strukturen, die in nanometerdünne Goldoberflächen geätzt werden.
Chemische Reaktionen in Großaufnahme
Nichtlineare Effekte können spektroskopische Signale verstärken
Prof. Dr. Thomas Pertsch untersucht nanostrukturierte Oberflächen mit einem Nahfeldmikroskop.
Spitzenforschung mit Nanoleuchten
Metallspitzen und optische Fasern analysieren feinste Strukturen
Prof. Dr. Andreas Tünnermann.
Jena auf dem Weg zum Quantum Valley
Stadt und Region positionieren sich in der Quantentechnologie
Dr. Frederik Tuitje (r.) und Tobias Helk bereiten die Laser-Plasma-Quelle für Experimente vor.
Optische Harmonielehre
Mit hohen harmonischen Schwingungen Plasmen erforschen
Prof. Dr. Gerhard Paulus, Doktorand Felix Wiesner und Dr. Silvio Fuchs (v. l.) in einem Laserlabor.
Geschärfter Blick ins Innere von Halbleitern
Kurzwelliges UV-Licht durchleuchtet Materialien zerstörungsfrei
Prof. Dr. Silvana Botti und Doktorand Jens Renè Suckert gehören zum Forschungsteam.
Physik-Durchbruch des Jahres
Jenaer Forschungsteam ebnet den Weg zum Siliziumlaser
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