02. 12. 2021
Verfasst von: Lutz Angermann

Multifunktionale optische Materialien

Grafische Darstellung des Strahlengangs — Simulation der Lichtbrechung an einem geschichteten Material

Die optischen Eigenschaften von Materialien, wie durchsichtig, filternd, polarisierend oder reflektierend, können bei der Kombination zu geschichteten Materialien sehr vielfältig variiert werden. Wie sich multifunktionale Eigenschaften von geschichteten Materialien charakterisieren und steuern lassen, wird am Institut für Mathematik der Technische Universität Clausthal mittels numerischer Simulation untersucht.

Von der Computersimulation zur Praxis

Potenzielle Anwendungen bestehen zum Beispiel in der Messtechnik. Die Simulationen können bei der Erzeugung rauscharmer und stabiler Frequenzquellen durch Vervielfacher oder bei der Entwicklung von Frequenz-Extendern für Messgeräte helfen. Auch selbsttönende (phototrope) Linsen und optoelektronische Bauelemente lassen sich dadurch optimieren. Ferner lassen sich Transparenz- und Absorptionseigenschaften des Materials beobachten und kontrollierbar für emissionsreduzierende Oberflächenbeschichtungen nutzen.

Zudem untersuchen die Mathematikerinnen und Mathematiker, wie sich verschiedene funktionale Materialeigenschaften allein durch optische/elektromagnetische Ansteuerung erreichen lassen, ohne diese mechanisch oder chemisch beeinflussen zu müssen. Hierzu zählt etwa die Möglichkeit, ein „künstliches“ Beugungsgitter mittels gezielter Erregung eines im Grundzustand homogenen oder schichtweise homogenen Materials zu erzeugen.

Die Abteilung ist an einer Zusammenarbeit mit Anwendern der Bauelemente- oder Geräteentwicklung interessiert sowie mit Forschenden, die Proben herstellen und Referenzexperimente durchführen können.