Der Senat der Max-Planck-Gesellschaft hat am 20. Juni 2008 im Rahmen der diesjährigen Jahresversammlung beschlossen, zum 1. Januar 2009 ein neues Max-Planck-Institut für die „Physik des Lichts“ zu gründen. Das Institut baut auf die Max-Planck-Forschungsgruppe "Optik, Information und Photonik" an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) auf, die seit 2004 eine exzellente Optik-Forschung in Erlangen durchführt. Aus der Forschungsgruppe stammen auch die zwei Gründungsdirektoren des Instituts, Prof. Gerd Leuchs und Prof. Philip St. John Russell. Ein vom Präsidenten der Max-Planck-Gesellschaft und dem Rektor der FAU eingesetztes Gutachterkomitee bewertete die Ergebnisse der Gruppe als hervorragend.

Nach einer Aufbauphase von vier Jahren soll das Institut insgesamt vier Abteilungen umfassen. Der Abteilung "Optik und Information" wird Prof. Gerd Leuchs als Direktor vorstehen. Sie beschäftigt sich mit modernen Methoden der klassischen Optik vom Makro- bis zum Nanomaßstab, aber auch mit optischer Quanteninformationstheorie und -verarbeitung. Hier kann beispielsweise ein Laser dreimal besser fokussiert werden als es bislang möglich war - ein Beitrag, um kompaktere optische Datenspeicher zu bauen oder feinere lithografische Strukturen zu erzeugen. Dazu wird ein spezieller Polarisator benutzt, der das elektromagnetische Lichtfeld nach seiner Schwingungsrichtung senkrecht zum Laserstrahl so filtert, nur ein Lichtring ähnlich einem Rad zurückbleibt, in dem das Licht entlang der Speichen schwingt. Wird der Lichtring des Laserstrahls fokussiert, so entsteht ein sehr kleiner Brennfleck (Bild). In dieser Abteilung wird auch an der Unterdrückung des durch die quantenmechanischen Unschärfe verursachten Photonenrauschens gearbeitet. Mit den Techniken, die das sogenannte gequetschte Licht liefern, wollen die Erlanger Wissenschaftler unter anderem auch den Datentransport im Glasfasernetz vereinfachen.

Die Abteilung „Photonik und neue Materialien“, die von Prof. Philip Russell geleitet wird, befasst sich mit dem zentralen Thema „Licht in hohlen Fasern aus photonischen Kristallen“. Hohle Faser bedeutet, dass Fasern mit einem Durchmesser etwa eines Haares im Inneren noch zahlreiche spezielle Hohlfasern haben – eine aufwendige Technik. Jedoch sind diese neuartige Fasern im Vergleich zu gewöhnlichen optischen Glasfasern besser zu manipulieren und ermöglichen viele neue Anwendungen. So leiten sie Licht extrem verlustfrei und gebündelt und sind deshalb unter anderem zur Übertragung von Laserstrahlung im Hochleistungsbereich gut geeignet. Aus den Hohlkern-PCF sollen auch zukünftig medizinische Sensoren entwickelt werden. Mit einem festen Kern dagegen eignen sich die PCF besonders gut, um Licht einer Wellenlänge in andere Farben umzuwandeln.

Forschungsarbeiten zur Wechselwirkung von Licht mit Plasmonen werden in der neu gegründeten Abteilung "Nanophotonik und Plasmonik" erforscht. Plasmonen sind Schwankungen der Elektronendichte in Metallen. Wenn ihre Wechselwirkungen mit Licht besser zu verstehen sind, könnte dieser Effekt helfen, hochauflösende Mikroskope zu bauen, die eine Oberfläche gleichzeitig mit Elektronen und mit Licht abtasten.

Das Arbeitsfeld der neuen vierten Abteilung "Theorie des Lichts" wird die Untersuchung von nichtlinearen und relativistischen Effekten in der Optik sein, beispielweise für die Berechnung neuer Modelle für die Vorgänge in nanostrukturierten Materialien. Die Wissenschaftler werden aber auch daran arbeiten, nichtlineare Phänomene zu beschreiben, mit deren Hilfe sich möglicherweise eine Art optische Tarnkappe entwickeln lässt. In dieser Abteilung sollen auch relativistische Effekte in der Optik erforscht werden, die in letzter Zeit aufgrund der hochgenauen Navigationssysteme wesentlich an Bedeutung gewonnen haben. Insgesamt sind für das Institut 111 Planstellen vorgesehen, darunter rund 44 Positionen für wissenschaftliche Mitarbeiter. Das Institut wird weiterhin eng mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg zusammenarbeiten. Es fügt sich auch gut in das bestehende Netz von Max-Planck-Instituten ein, deren Forschungsgebiete es berühren und ergänzen wird.

Laserrad im Fokus: Laserlicht wird durch Polarisatoren so geleitet, dass es bildlich gesprochen nur noch entlang der Speichen eines Rades schwingt und sich besonders scharf fokussieren lässt.
Quelle Peter Banzer