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.

Kontakt

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 und Forschungsgruppenleitern.

Spot auf die Maschinerie des Lebens

Mit einem plasmonischen Nanosensor lassen sich Enzyme und ihre Bewegungen ohne Marker beobachten

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Ein Fundament für das Zentrum für Physik und Medizin

Max-Planck-Gesellschaft, Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg und das Uniklinikum Erlangen schließen einen Kooperationsvertrag

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Eine Schaltstelle zwischen Physik und Medizin

Am 25. Juli wurde der Kooperationsvertrag zu einem neuen interdisziplinären Zentrum in Erlangen unterzeichnet

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Quantenkommunikation mit einem Satelliten

Mit der Übertragung von Quanteninformation aus dem Orbit wird Quantenkryptografie künftig in der weltweiten Kommunikation möglich

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Leseproben aus dem Jahrbuch

Unser Jahrbuch 2017 bündelt Berichte über Forschungsarbeiten der Max-Planck-Institute und vermittelt anschaulich die Vielfalt an Themen und Projekten. Wir haben sieben Beiträge ausgewählt.

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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.

Zur Person: Gerd Leuchs

Mitarbeiter/-in für den IT-Support

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen 15. Juni 2018

Licht und Bewegung in der Nanowelt

2018 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

2017 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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Nano-Quantenoptik

2016 Utikal, Tobias; Eichhamer, Emanuel; Gmeiner, Benjamin; Maser, Andreas; Wang, Daqing; Türschmann, Pierre; Kelkar, Hrishikesh; Rotenberg, Nir; Götzinger, Stephan; Sandoghdar, Vahid

Festkörperforschung Materialwissenschaften Quantenphysik Teilchenphysik

Nanoskopische Quantensysteme in einem Festkörper finden in der Quantenoptik zunehmend an Bedeutung. Deren Integrierbarkeit in photonische Nanostrukturen machen sie zu aussichtsreichen Kandidaten zur Realisierung von zukünftigen Quantennetzwerken. Als Grundbaustein konnte kürzlich die effiziente Kopplung von einzelnen Molekülen an photonische Wellenleiterstrukturen gezeigt werden. Mit neuartigen Mikroresonatoren ist es möglich, die optische Kopplung zwischen einzelnen Quantensystemen zu untersuchen. Unterdessen kommen sogar einzelne Ionen in einem Kristall in der Nano-Quantenoptik zum Einsatz.

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Interaktion von maßgeschneidertem Licht mit einzelnen Atomen und Nanostrukturen

2015 Sondermann, Markus; Banzer, Peter; Leuchs, Gerd

Festkörperforschung Materialwissenschaften Quantenphysik

Die Wechselwirkung von Licht mit Materie lässt sich durch gezielte Anpassung der Lichtmode an die jeweilige Aufgabenstellung optimieren. Eine besondere Rolle spielt dabei die räumliche Verteilung des elektrischen Feldes einer solchen maßgeschneiderten Lichtmode. Am MPI für die Physik des Lichts wird dieser Ansatz verwendet, um Licht sowohl an einzelne Atome als auch an Nanopartikel zu koppeln. So konnte unter anderem sowohl die effiziente Kopplung von Licht an ein einzelnes Ion in einem Parabolspiegel als auch die Kontrolle des Streuverhaltens von Nanoteilchen demonstriert werden.

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Licht zur Biosensorik nahe den Grenzen des Möglichen

2014 Vollmer, Frank

Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Unsere Forschung befasst sich mit der Physik der Biosensorik, den physikalischen Prinzipien zur Detektion von Molekülen und deren Interaktionen. Von besonderem Interesse sind dabei photonische Mikrosysteme mit dem Ziel der Einzelmolekülanalyse. Eine solche hochsensitive Detektion nahe den Grenzen des Möglichen kann nur erreicht werden, wenn Licht verstärkt mit Biomolekülen in Wechselwirkung gebracht wird. Dies ist uns nun mithilfe von optischen Mikrokavitäten gelungen.

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