Computational Nano Optics

Herzlich Willkommen auf der Homepage der Arbeitsgruppe Computational Nano Optics am Zuse Institute Berlin!

CNO group 2023

Der Schwerpunkt unserer Arbeitsgruppe liegt in der Untersuchung und Anwendung numerischer Methoden zur Simulation von Licht-Materie Wechselwirkungen in nano-skaligen Bauelementen. Vor allem untersuchen wir hier adaptive Finite-Elemente Methoden zur Lösung der Maxwell'schen Gleichungen. Die Forschungsarbeiten in unserer Gruppe sind eng verbunden mit verschiedenen Kollaborationen mit Partnern aus der akademischen Grundlagenforschung und aus industrieller, angewandter Forschung.

Mitglieder der Gruppe

Siehe Liste auf der rechten Seite. Die interdisziplinäre Computational Nano Optics (CNO) Gruppe ist aus MathematikerInnen, PhysikerInnen und IngenieurInnen zusammengesetzt. Mehrere Mitglieder der Forschungsgruppe sind an JCMwave oder an das Helmholtz Zentrum Berlin angegliedert.

Jährlicher Workshop "Photonic Devices"

Der jährlich am ZIB veranstaltete, internationale Workshop beschäftigt sich mit der Simulation und physikalischen Eigenschaften von neuartigen photonischen Bauelementen. Weitere Informationen befinden sich hier: AMPD.

14th AMPD 2022

Forschung

Siehe Liste der Forschungsprojekte auf der rechten Seite.

h- und p-adaptive Finite-Elemente Methoden höherer Ordnung, Konturintegral-basierte Methoden, Anwendung von Methoden zur Design-Optimierung und zur Lösung inverser Probleme in Rekonstruktions-Aufgaben
Optische Meta-Materialien, Optische Chiralität, Plasmonik, Nano-strukturierte Wellenleiter, Photovoltaik, Optische Nano-Metrologie, Design von Licht-emittierenden Bauelementen wie Nano-Laser und Quanten-Punkt basierte Bauelemente

Mitgliedschaften

Die CNO Gruppe gehört folgenden Kollaborationsprojekten an (mit Projektfinanzierung durch DFG, Einstein Stiftung, EU, BMBF, Helmholtz Gemeinschaft):

Veröffentlichungen

Siehe vollständige Veröffentlichungslisten auf der ZIB Numerical Mathematics Seite, auf den Projektseiten und auf den persönlichen Seiten der Mitglieder.

Einige kürzlich erschienene Veröffentlichungen:

F. Binkowski, F. Betz, R. Colom, P. Genevet, S. Burger. Poles and zeros in non-Hermitian systems: Application to photonics. Phys. Rev. B 109, 045414 (2024).
E. Mikheeva, R. Colom, K. Achouri, A. Overvig, F. Binkowski, J.-Y. Duboz, S. Cueff, S. Fan, S. Burger, A. Alù, P. Genevet. Asymmetric phase modulation with light with parity-symmetry broken metasurfaces. Optica 10, 1287 (2023).
M. Plock, M. Hammerschmidt, S. Burger, P.-I. Schneider, C. Schütte. Impact Study of Numerical Discretization Accuracy on Parameter Reconstructions and Model Parameter Distributions. Metrologia 60, 054001 (2023).
R. Colom, E. Mikheeva, K. Achouri, J. Zuniga-Perez, N. Bonod, O. J. F. Martin, S. Burger, P. Genevet. Crossing of the branch cut: the topological origin of a universal 2 pi - phase retardation in non-Hermitian metasurfaces. Laser Photon. Rev. 17, 2200976 (2023).
F. Betz, F. Binkowski, M. Hammerschmidt, L. Zschiedrich, S. Burger. Resonance expansion of quadratic quantities with regularized quasinormal modes. Phys. Status Solidi A 220, 2200892 (2023).
Y. Wang, L. Vannucci, S. Burger, N. Gregersen. Near-unity efficiency in ridge waveguide-based, on-chip single-photon sources. Mater. Quantum Technol. 2, 045004 (2022).
R. Colom, F. Binkowski, F. Betz, Y. Kivshar, S. Burger. Enhanced Purcell factor for nanoantennas supporting interfering resonances. Phys. Rev. Research 4, 023189 (2022).
T. Gao, L. Rickert, F. Urban, J. Große, N. Srocka, S. Rodt, A. Musial, K. Zolnacz, P. Mergo, K. Dybka, W. Urbanczyk, G. Sek, S. Burger, S. Reitzenstein, T. Heindel. A quantum key distribution testbed using a plug&play telecom-wavelength single-photon source. Appl. Phys. Rev. 9, 011412 (2022).
F. Binkowski, F. Betz, M. Hammerschmidt, P.-I. Schneider, L. Zschiedrich, S. Burger. Computation of eigenfrequency sensitivities using Riesz projections for efficient optimization of nanophotonic resonators. Commun. Phys. 5, 202 (2022).
M. Plock, K. Andrle, S. Burger, P.-I. Schneider. Bayesian Target-Vector Optimization for Efficient Parameter Reconstruction. Adv. Theory Simul. 5, 2200112 (2022).
L. Bremer, C. Jimenez, S. Thiele, K. Weber, T. Huber, S. Rodt, A. Herkommer, S. Burger, S. Höfling, H. Giessen, S. Reitzenstein. Numerical optimization of single-mode fiber- coupled single-photon sources based on semiconductor quantum dots. Opt. Express 30, 15913 (2022).
M. Dass, L. Kuen, G. Posnjak, S. Burger, T. Liedl. Visible wavelength spectral tuning of absorption and circular dichroism of DNA-assembled Au/Ag core-shell nanorod assemblies. Mat. Adv. 3, 3438 (2022).
K. Martens, F. Binkowski, L. N. Nguyen, L. Hu, A. O. Govorov, S. Burger, T. Liedl. Long- and Short-Ranged Chiral Interactions in DNA Assembled Plasmonic Chains. Nat. Commun. 12, 2025 (2021).

Ehemalige Gruppenmitglieder

Peter Tillmann, Frank Schmidt, Rémi Colom, Philipp Gutsche, Anton Pakhomov, Xavier Garcia Santiago, Theresa Höhne, Gauri Mangalgiri, Sven Herrmann, Jan Pomplun, Raquel Mäusle, Duote Chen, Benjamin Wohlfeil, Mark Blome, Daniel Lockau, Maria Rozova, Kiran Hiremath, Therese Blome geb. Pollok, Benjamin Kettner, Achim Schädle