apl. Prof. Dr. Ayhan Demircan

Seine Arbeit befasst sich mit theoretischen und computergestützten Untersuchungen von Licht-Materie-Wechselwirkungsprozessen in komplexen optischen und photonischen Systemen, die von Natur aus mehrskalig und mehrphysikalisch sind. Die Untersuchungen umfassen die theoretische Analyse und Modellierung der grundlegenden Effekte, die Entwicklung geeigneter numerischer Methoden und deren Anwendung. Dabei kommt ein breites Spektrum von Methoden zum Einsatz, das von spektralen oder statistischen Methoden bis hin zu Finite-Difference-Time-Domain-Methoden reicht.

Sein Forschungsgebiet umfasst moderne nichtlineare Optik und Quantenoptik, Laserphysik, Photonik in kondensierter Materie und Mikro- und Nanophotonik, aber auch Strömungsdynamik und verwandte Gebiete. So hat er beispielsweise Modelle und numerische Werkzeuge für die Untersuchung der Entwicklung optischer Felder in nichtlinearen dichten oder gasförmigen Medien für konservative Systeme wie in Wellenleitern (siehe Abb. 1) mit Erweiterung auf z. B. gekoppelte Systeme, Zeitverzögerungsgleichungen oder für dissipative Systeme wie in Ringresonatoren entwickelt.  

Weitere Untersuchungsfelder sind vollständige (3+1D)-Modelle für die Ausbreitung starker Felder einschließlich Ionisationseffekt oder die Lasermaterialbearbeitung, die die Kopplung der Maxwellschen Gleichungen mit der Navier-Stokes-Gleichung erfordern. Ein Schwerpunkt liegt auf der Manipulation und Kontrolle von Lichtpulsen, sowohl im Bereich der ultraschnellen Optik und Starkfeldphänomene, als auch bei der Erzeugung und Kontrolle einzelner Photonen. Hier wird eine Plattform auf der Basis von zeitlichen Schnittstellen entwickelt, die es erlaubt, starke und effiziente alloptische Kräfte aufgrund inkohärenter nichtlinearer Wechselwirkung zu realisieren (siehe Abb. 2).