Optik, Photonik und Ultrakurzzeitphysik

Optik ist die Wissenschaft des Lichtes und seiner Wechselwirkung mit Materie. Der stark quantenphysikalisch-mikroskopische Charakter dieses Themas liefert einerseits attraktive Fragestellungen für die Grundlagenforschung. In Konstanz arbeiten wir zum Beispiel in den Bereichen Nano-Optik und Quanten-Elektrodynamik. Andererseits übernimmt Licht im „Jahrhundert des Photons“ immer mehr technische Aufgaben, die unter dem Sammelbegriff der „Photonik“ zusammengefasst sind. Unter anderem sind die Felder Biophotonik, Femtosekunden-Lasertechnologie, 4D-Elektronenmikroskopie und Photovoltaik (kristallines Silizium und neue Materialien) stark bei uns vertreten. Das Masterstudium bietet ein breites Spektrum an Vorlesungen, welches von der technischen Optik über die Laserphysik bis weit hinein in die quantentheoretischen Grundlagen reicht. Aus Master- und Doktorarbeiten gehen hochqualifizierte Spezialisten für die Physik des Lichts hervor mit vielfältigen Berufschancen in Industrie und Wissenschaft.

Die elementaren Prozesse in kondensierter Materie laufen auf extrem kurzen Zeitskalen im Piko-, Femto- und Attosekundenbereich ab. Wie bewegen sich Elektronen durch das Kristallgitter eines Halbleiter-Bauelements? Wie bricht eine chemische Bindung? Wie wird auf die Netzhaut unseres Auges einfallendes Licht in einen Nervenreiz übersetzt? All diese Fragestellungen sind Gegenstand der Ultrakurzzeitphysik und der ultraschnellen Elektronenmikroskopie. In Konstanz untersuchen wir zum Beispiel die Zusammenhänge in  magnetischen Materialien, Hochtemperatur-Supraleitern oder Hybrid-Solarzellen. Weltweit zeichnen uns beispielsweise die Fähigkeiten aus, sogar einzelne Elektronen auf der Femtosekunden-Skala zu beobachten, die Quantennatur des elektrischen Feldes direkt in Raum und Zeit zu manipulieren und zu analysieren oder die Oszillationen von Licht im Raum und Zeit zu vermessen.