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Projekt
On-Chip Superkontinuumserzeugung und fortgeschrittene Spektroskopie an adamantanartigen Molekülen
Antragsteller
Dr. Nils W. Rosemann
Fachliche Zuordnung
Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398143140
Die Erzeugung von Superkontinuum basierend auf adamantanartigen Molekülen wurde erstmals 2016 von einem Teil des FOR2824-Konsortiums nachgewiesen. Die extremen nichtlinearen optische Eigenschaften dieses Materials ermöglichen eine noch nie dagewesene niedrige Schwelle für nichtlineare Prozesse höherer Ordnung. Diese niedrige Schwelle ermöglicht insbesondere die Erzeugung von Weißlicht durch die Funktionalisierung einer handelsüblichen Laserdiode mittels adamantanartigen Molekülen. Diese Beobachtung bildet die Grundlage für das hier vorgeschlagene Projekt. Dabei werden wir dieses Funktionalisierungsschema erweitern, indem wir die adamantanartigen Moleküle mit Wellenleiterstrukturen kombinieren, um eine On-Chip-Superkontinuum-Lichtquelle zu bauen. Darüber hinaus werden wir fortgeschrittene Spektroskopie-Experimente durchführen, um das Verständnis der Prozesse zu erweitern, die der nichtlinearen optischen Antwort des Materialsystems zugrunde liegen.Das Hauptziel dieses Projekts ist die Demonstration der Erzeugung von Weißlicht auf einem Chip, basierend auf Frequenzkonversion durch in Wellenleiterstrukturen eingebettete adamantanartigen Molekülen. Dies wird den Anwendungsbereich von FOR 2824 erheblich erweitern und einen wichtigen Beitrag zu den Anwendungen dieser interessanten Materialklasse leisten. Um das Verständnis der nichtlinearen Prozesse in diesen Molekülen zu erweitern, zielen wir auf die Verstärkung und Kontrolle der Erzeugung von weißem Licht ab. Dazu werden wir die Clustermoleküle in einen optischen Resonator einbetten und dadurch die Wechselwirkung des treibenden Lasers mit den Molekülen verstärken und manipulieren. Diese verstärkte Wechselwirkung wird zu einer noch stärkeren nichtlinearen Antwort führen. Zusätzlich werden wir durch die Einstellung von Parametern wie z.B. der Resonanz des Resonators die nichtlineare Antwort des Systems gezielt manipulieren.Darüber hinaus werden wir die Forschung an den adamantanartigen Molekülen in eine neue Richtung ausweiten, d.h. auf die Wechselwirkung mit Licht im fernen Infrarotbereich. Wir werden das Zusammenspiel von Molekülschwingungen und der experimentell beobachteten Weißlichterzeugung untersuchen. Dazu werden wir die Weißlichterzeugung mit Licht im fernen Infrarotbereich, das nahe der Resonanzfrequenz der Schwingungsmoden liegt, anregen. Die Ergebnisse werden in enger Kollaboration mit theoretischen Berechnungen von FOR2824 Projektpartnern ausgewertet und können so Rückschlüsse auf die zugrunde liegenden nichtlinearen Prozesse liefern.Außerdem wird ein standardisiertes Protokoll für die Handhabung und Charakterisierung der Proben entwickelt. Dies wird ein schnelles Screening der neuartigen Verbindungen ermöglichen, die in FOR 2824 synthetisiert werden, und damit die Materialoptimierung beschleunigen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
