Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts

Quellen für weißes Licht, die ein Vielfaches heller sind als Glühlampen, die Manipulation einzelner Photonen oder der kleinste Brennfleck der Welt - das sind nur ein paar der Kunststücke, die Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts beherrschen oder an denen sie arbeiten. Prinzipiell wollen sie lernen, Licht in jeder Hinsicht zu kontrollieren: in Raum und Zeit, in der Polarisation - das ist vereinfacht gesprochen die Schwingungsrichtung der Lichtwelle - und in seinen Quanteneigenschaften. Die Fertigkeiten, die sie dabei entwickeln, könnten unter anderem die Telekommunikation vereinfachen oder kompaktere Datenspeicher ermöglichen. Zu diesem Zweck entwickeln und nutzen die Forscher neuartige optische Strukturen wie etwa optische Glasfasern, in die ein „Käfig“ aus winzigen parallelen Hohlkanälen entlang der Faser eingebettet ist.

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Staudtstraße 2
91058 Erlangen
Telefon: +49 9131 7133-0
Fax: +49 9131 7133-990

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):

IMPRS Physics of Light

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren bzw. Direktorinnen und in den Forschungsgruppen.

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In dem Kryostaten arbeiten Physiker mit der kältesten Flüssigkeit der Welt: einer speziellen Mischung von flüssigem Helium. Damit erreichen sie minus 273,14 Grad Celsius, also fast den absoluten Nullpunkt. Bei derart niedrigen Temperaturen stehen Atome nahezu still.

Wie leicht sich Zellen verformen, interessiert die Medizin bislang kaum – zu Unrecht, wie Jochen Guck, Direktor am Erlanger Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, und sein Team festgestellt haben. Denn über die mechanischen Eigenschaften von Zellen lassen sich etwa Krebserkrankungen, möglicherweise aber auch Entzündungen diagnostizieren. Derzeit erproben die Forschenden das Verfahren gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Erlangen – und haben damit schon hilfreiche Erkenntnisse zu Covid-19 gewonnen.

Für Techniken, die neue Einblicke in die Nanowelt ermöglichen, gibt es immer wieder Nobelpreise. Doch keine dieser Methoden erlaubte es bislang zu verfolgen, wie Enzyme und andere Biomoleküle im Detail arbeiten. Das hat Frank Vollmer, Leiter einer Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen, geändert – mit einem plasmonischen Nanosensor.

In ihrer herkömmlichen Form sind sie die Garanten des schnellen Internets. Doch aus Glas gezogene Fasern können mehr, als Licht fast verlustfrei leiten. Mit photonischen Kristallfasern manipulieren Philip Russell, Direktor am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen, und seine Mitarbeiter die Eigenschaften von Laserlicht, und sie entwickeln aus den Fasern Sensoren für Medizin und Technik.

Die NSA und andere Geheimdienste können unsere Kommunikation künftig womöglich nicht mehr unbemerkt abgreifen – zumindest wenn die Quantenkryptografie breite Anwendung findet. Ein Team um Christoph Marquardt und Gerd Leuchs schafft am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen die Grundlagen, um kryptografische Schlüssel auch über Satelliten abhörsicher zu verteilen. Einstweilen haben die Forscher die Quantenkommunikation schon mal ans Tageslicht geholt.

Prozessingenieur/in (m/w/d)

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen 27. August 2021

Ingenieur / Techniker (m/w/d)

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen 27. August 2021

Mitarbeiter (m/w/d) im Bereich Kommunikation und Marketing

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen 23. August 2021

Hohlkern-Kristallfasern erzeugen ultrakurze Laserpulse

2020 Novoa, David; Tani, Francesco; Russell, Philip

Materialwissenschaften Quantenphysik

Photonische Hohlkern-Kristallfasern sind seit langem ein Forschungsschwerpunkt am MPI für Physik des Lichts. Es sind Glasfasern, in die Luftkanäle entlang der Faser eingebettet sind. In mehreren Experimenten konnten wir zeigen, dass diese Fasern interessante Anwendungen ermöglichen, wenn man die Kanäle mit Gas befüllt. So ist es gelungen, Femtosekunden-Laserpulse mit extrem hoher Wiederholrate zu generieren und eine Table-Top-Quelle für ultrakurze Pulse mit einer spektralen Helligkeit zu bauen, die um zwei bis fünf Größenordnungen höher ist als die der meisten Synchrotronanlagen.

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Licht kann Dinge bewegen

2019 Michael Reitz, Christian Sommer and Claudiu Genes

Quantenphysik Teilchenphysik

Lichtteilchen (Photonen) besitzen normalerweise sehr wenig Energie und Impuls. Trotzdem können sie erfolgreich eingesetzt werden, um die Bewegung verschiedener Objekte zu steuern, von Molekülen bis hin zu Schwingungen kleiner Spiegel oder Membranen. Wir entwickeln theoretische Methoden, um zu zeigen, wie man Licht verwenden kann, um Schwingungen von Kernen in Molekülen auszulesen oder die Bewegung von Kristallspiegeln oder Membranen bis nahe an ihren Quantengrundzustand abzukühlen.

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Was das Vakuum mit Monsterwellen zu tun hat  

2018 Maria Chekhova, Sascha Agne

Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Quantenlichtquellen können Quantenfluktuationen so verstärken, dass diese makroskopisch sichtbar werden. Wir erforschen die außergewöhnlichen Konsequenzen dieser äußerst starken Fluktuationen und beobachten dabei Phänomene, die vor allem in Wirtschaft, Geologie und Biologie auftreten und allgemein unter den Namen Potenzgesetze und Paretoprinzip bekannt sind. Aktuell ergründen wir die Ursprünge dieser Analogien – insbesondere zu den sogenannten Monsterwellen – und untersuchen, inwiefern unser System in der Lage ist, diese außergewöhnlichen Phänomene im Allgemeinen zu simulieren. .

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Licht und Bewegung in der Nanowelt

2017 Marquardt, Florian

Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Licht kann Kräfte ausüben, die auf der Nanoskala erhebliche Wirkung entfalten. Damit lässt sich die mechanische Bewegung von Strukturen kontrollieren, die kleiner sind als ein menschliches Haar. Diese Physik verspricht eine Vielzahl von Anwendungen, von der hochsensitiven Messung bis hin zur Signalumwandlung in der Quantenkommunikation. Forscher des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts (MPL) haben nun vorhergesagt, wie auch der Transport von Licht und Schall auf diese Weise gesteuert werden kann. Sogenannte topologische Randkanäle versprechen neuartige Signalübertragung.

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Verdrillte spiralförmige photonische Kristallfaser

2016 Russell, Philip St.J.; Beravat, Ramin; Frosz, Michael H.; Wong, Gordon K. L.

Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Die photonische Kristallfaser (PCF) ist ein Strang aus Glas, nicht viel dicker als ein menschliches Haar, mit einem Gitter aus hohlen Kanälen, welche entlang der Faser verlaufen. Wird sie in ihrer Herstellung kontinuierlich verdrillt, ähnelt sie einer Multihelix. Verdrillte PCF zeigen einige erstaunliche Eigenschaften, von der zirkularen Doppelbrechung bis hin zur Erhaltung des Drehimpulses. Die größte Überraschung ist jedoch die robuste Lichtleitung selbst ohne erkennbaren Faserkern. Die Grundlage dafür bilden Kräfte die ähnlich wie die Gravitation auf der Krümmung des Raumes beruhen.

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