000K utf8 0100 1025523903 1100 $c2018 1500 ger 2050 urn:nbn:de:gbv:27-dbt-20180702-1223162 2051 10.22032/dbt.34967 3000 Buschlinger, Robert 4000 Modellierung der Licht-Materie-Wechselwirkung im Nanometerbereich [Buschlinger, Robert] 4060 117 Seiten 4209 Nanooptische Komponenten stellen einen vielversprechenden Ansatz zur weiteren Miniaturisierung in der digitalen Rechen- und Übertragungstechnik dar. Bei Strukturgrößen im Subwellenlängenbereich sind einfache Beschreibungen des Lichts wie die Strahlen- oder die skalare Wellenoptik nicht mehr ausreichend. Stattdessen ist die Lösung der vollen Maxwellgleichungen, oftmals gekoppelt an weitere Gleichungen für das jeweilige Materialsystem notwendig. Hier stellen numerische Methoden einen wertvollen Zugang dar. In dieser Arbeit werden verschiedene nanooptische Systeme numerisch modelliert und untersucht. Im ersten Teil der Arbeit wird ein Modell auf Basis der Finiten Differenzen im Zeitbereich (FDTD) gekoppelt an die Halbleiter-Blochgleichungen vorgestellt. Die Selektion von Lasermoden in Halbleiter-Nanodrahtlasern wird im Rahmen des Modells untersucht und experimentelle Messungen werden simuliert und theoretisch erklärt. Die Dynamik auf längeren Zeitskalen wird mit einem vereinfachten Modell basierend auf der gekoppelten Modentheorie simuliert. So können experimentelle Eigenschaften der anregungsabhängigen Zeitdynamik reproduziert und erklärt werden. In einem zweiten Teil der Arbeit wird die stark nichtlineare Propagation intensiver Laserpulse in Quarzglas untersucht. Die Licht-Materie-Wechselwirkung wird mit der FDTD-Methode gekoppelt an ein Ratengleichungsmodell sowie ein Drude-Modell für das erzeugte Plasma beschrieben. Anhand dieses einfachen Modells wird die Ausbildung selbstorganisierter Plasmastrukturen simuliert, welche auffällige Ähnlichkeiten zu experimentell beobachteten Volumen-Nanogittern in Quarzglas aufweisen. Anhand dieser Beobachtungen wird ein Erklärungsmodell für die selbstorganisierte Gitterbildung im Quarzglasvolumen vorgeschlagen. 4950 https://doi.org/10.22032/dbt.34967$xR$3Volltext$534 4950 https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:27-dbt-20180702-1223162$xR$3Volltext$534 4961 http://uri.gbv.de/document/gvk:ppn:1025523903 5051 530 5550 Licht-Materie-Wechselwirkung 5550 Modellierung 5550 Nanometerbereich