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Doktorandenstellen in Quantenoptik/ QuantenOptomechanik
Doktorandenstelle
Measurements“
im
„Laboratory
of
Photonics
and
Quantum
Thematisch befasst sich unsere Forschungsgruppe mit neuen Anwendungen
von Mikroresonatoren. Diese Strukturen dienen zum Speichern von Licht auf
kleinstem Raum und finden Anwendungen in sowohl angewandten wie auch
fundamentalen Studien, wie z.B. Laser, Nichtlineare Optik, Quanten
Elektrodynamik,
Einzelphonenquellen
für
die
QuantenInformationstechnologie bis hin zu Telekommunikation und Kalibrierung
astrophysikalischer Spektrometern. In den vergangen Jahren hat unsere
Gruppe an der EPFL mehrere Forschungsprojekte vorangetrieben, die sich
die Mikroresonator Technologie zunutze machen und eine Anzahl
vielversprechender und interessanter Resultate sowie Patente geliefert
haben.
Der erste Themenbereich der Forschungsgruppe beinhaltet die Untersuchung
von Lichtkraft induzierter Kopplung von mechanischen und optischen
Freiheitsgeraden, welche Teil des Forschungsfeldes der „Quanten
Optomechanik”1
sind.
Die
Wechselwirkung
von
mechanische
Freiheitsgraden und Licht erlaubt dabei viele fundmentale Einsichten 2. Unter
anderem gilt unser Augenmerk der Möglichkeit einen mechanischen
Freiheitsgrad in den Quanten Grundzustand zu kühlen 3 und somit
„Quantenmechanik“ im wahrsten Sinne des Wortes zu studieren. Wichtige
Schritte sind uns bereits gelungen und wir erwarten in den kommenden
Jahren in dieses neue Regime der Quantenoptomechanik vorzudringen.
Dieses Projekt umfasst viele Facetten, wie z. B. Mikrofabrikation, Laserphysik,
Quantenoptik und Kryogenik.
Das zweite Forschungsthema befasst sich mit einer neuen Methode der
Generation von optischen Frequenzkämmen mittels chip basierter
Mikrokavitäten4,5. Frequenzkämme – für dessen Erfindung 2005 der
Nobelpreis an Hall and Hänsch verliehen wurde – sind in der Physik von
breitem Interesse und werden beispielsweise in der Metrologie, der
Laserspektroskopie, der Sensorik, der Telekommunikation, sowie der
Kalibrierung von astrophysikalischen Instrumenten verwendet. Eine kürzlich
von k-Lab entdeckte Methode erlaubt nun diese Frequenzkämme im, für
Spektroskopie interessanten, infrarotem Wellenlaengenbereich 6 bzw. auf
einem CMOS chip zu erzeugen und macht so neue Anwendungen der
Frequenzkämme möglich7.
Unsere Experimente finden an der Schnittstelle zwischen Quantenoptik,
Metrologie und der Mikrofabrikation statt, verbinden Theorie mit Experiment
und erlauben ein breites Spektrum an Kenntnissen zu erwerben (Theorie,
Simulation, Mikro- und Nano-Fabrikation, Quantenoptik,…). Erhebliche
Forschungsmittel
sind
bereitgestellt
für
die
oben
genannten
Forschungsprojekte unter anderem durch den European Research Council
Advanced Grant und erlauben somit ein attraktives Umfeld der Promotion für
interessierte Stipendiatinnen und Stipendiaten.
Die EPFL gehört zusammen mit der ETH Zürich zu den beiden
Eidgenossischen Technischen Hochschulen der Schweiz und genießen
international eine hohe Reputation mit exzellenter Ausstattung.
Beispielsweise stehen für die Nanowissenschaften unter Anderem ein
Reinraum http://cmi.epfl.ch/ und Raster-Elektronen-Mikroskopie Zentrum zur
Verfügung, sowie das „Rolex Learning Center“.
Die EPFL ist in Lausanne direkt am Genfer See gelegen unweit von Genf und
Montreux. Lausanne gehört zu dem französisch sprachigem Teil der Schweiz
und genießt neben sehr hoher Lebensqualität eine unmittelbare Anbindung an
die Alpen und ein attraktives landschaftliches und kulturelles Umfeld. Die
Doktorandenstellen werden mit einem angemessenen Salär vergütet.
Interessierte Bewerberinnen und Bewerber, die Lust haben
wissenschaftliches Neuland zu betreten und an einem der obigen
beschriebenen, herausfordernden und spannenden Projekten mitzuwirken,
sollten sich bitte direkt an Prof. Tobias Kippenberg
([email protected]) wenden, oder unsere Webseite besuchen:
http://k-lab.epfl.ch/
1.
Kippenberg, T. J. & Vahala, K. J. Cavity optomechanics: back-action at the mesoscale. Science
321, 1172–6 (2008).
2.
Verhagen, E., Deléglise, S., Weis, S., Schliesser, a & Kippenberg, T. J. Quantum-coherent
coupling of a mechanical oscillator to an optical cavity mode. Nature 482, 63–7 (2012).
3.
Schliesser, A., Rivière, R., Anetsberger, G., Arcizet, O. & Kippenberg, T. J. Resolved-sideband
cooling of a micromechanical oscillator. Nat. Phys. 4, 415–419 (2008).
4.
Kippenberg, T. J., Holzwarth, R. & Diddams, S. Microresonator-based optical frequency combs.
Science 332, 555–9 (2011).
5.
Del’Haye, P. et al. Optical frequency comb generation from a monolithic microresonator. Nature
450, 1214–1217 (2007).
6.
Wang, C. Y. et al. Mid-infrared optical frequency combs at 2.5 μm based on crystalline
microresonators. Nat. Commun. 4, 1345 (2013).
7.
Pfeifle, J. et al. Coherent terabit communications with microresonator Kerr frequency combs.
Nat. Photonics 8, 375–380 (2014).