Optik-Design und Simulation

Ein wichtiges Tätigkeitsfeld ist die Simulation (mikro-)optischer Komponenten. Ziele sind dabei die Optimierung optischer Systeme für den Labor- oder Produktionseinsatz sowie die Berechnung diffraktiver Oberflächen- und Volumenstrukturen, die bestimmte optische Funktionen realisieren. Als Beispiele zu nennen sind diffraktive optische Elemente zur Strahlformung, photonische Kristalle und Gitter-Wellenleiter-Strukturen. Eingesetzt werden einerseits kommerzielle Programme etwa zur Strahldurchrechnung (Ray-Tracing) und zu elektrodynamischen Berechnungen mittels der Methode der finiten Elemente (FEM). Andererseits kommen für spezielle Anwendungen auch Eigenentwicklungen zum Einsatz, etwa Programmpakete zur Berechnung diffraktiver optischer Elemente mittels iterativem Fourier-Transformationsalgorithmus (IFTA) oder zur Simulation von Gittern nach der Methode der gekoppelten Wellen (RCWA).

FEM-Simulation der Feldverteilung in einer Gitter-Wellenleiterstruktur	Simulation der Raman-Verstärkung an einem Gold-Oberflächenrelief

Weiterführende Information:

D. Schäfer
Design concepts for diffractive elements shaping partially coherent laser beams
J. Opt. Soc. Am. A 18, 2915 (2001)

I. Knorr, K. Christou, J. Meinertz, A. Selle, J. Ihlemann, G. Marowsky
Precdiction and Optimization of Surface Enhanced Raman Scattering Geometries using COMSOL Multiphysics
European COMSOL conference 2008, Hannover, Conference-CD