Igangværende projekter
Sören im Sande
Supervisor: Professor Sergey I. Bozhevolnyi
Title: Integrated Single-Photon Sources with Functional Quantum Metasurfaces
To meet the increased demand for bandwidth and speed in information processing, photonic integrated circuits, such as plasmonic or photonic waveguides, should be synergized with optical metasurfaces to largely empower conventional photonic devices. The combination of quantum emitter and on-waveguide metasurfaces yields the opportunity to further develop on-chip integrated quantum photonic applications. Investigations concentrate on the efficient on-demand generation of fast single photons with arbitrary wavefronts at room temperature and the realization of robust on-chip multiphoton-state generation and high-dimensional quantum entanglement.
Paul Conrad Vaagen Thrane
Supervisor: Professor Sergey I. Bozhevolnyi
Title: Dynamic Optical Metasurfaces
By combining plasmonic optical metasurfaces with microelectromechanical systems (MEMS), this project aims to design and fabricate optical metasurfaces that can be controlled dynamically at high frequencies. The project is a collaboration between SDU Nano Optics and SINTEF MiNaLab based in Oslo. By combining MEMS micromirrors fabricated at MiNaLab with plasmonic nanostructures produced at SDU, the collaboration has already demonstrated switchable gratings and lenses, and the plan is to investigate possible applications of this approach within for example beam steering, chromatic effects and polarization control.
Afsluttede ph.d projekter
Danylo Komisar
Vejleder: Professor Sergey I. Bozhevolnyi
Projekttitel: Metasurface‐enabled single‐photon generation
The proposed project is concerned with experimental investigations and theoretical studies of the interaction between single photon emitters (various color centers in diamonds) and different plasmonic metasurfaces. The overarching goal is to develop an efficient and repeatable design of a room-temperature plasmonic single-photon source with a Purcell-enhanced emission rate. The project goals include reaching the precise control on polarization state, phase front and direction of the generated single-photon beam. Both fundamental and applied aspects of this research will be assessed from the perspectives of quantum optics and plasmonics.
PhD Thesis: Download
Kontakt på SDU
Rucha A. Deshpande
Vejleder: Professor Sergey I. Bozhevolnyi
Projekttitel: Multipurpose plasmonic phase-gradient metasurfaces
Det foreslåede projekt omhandler eksperimentelle undersøgelser og teoretiske studier af plasmoniske fase-gradient metaoverflade, som muliggør bredbåndet polariseringsopløst manipulation af optisk stråling, med det overordnede mål at udvikle ultra-tynde optiske komponenter med høje numeriske aperturer ved synligt og nær-infrarødt lys. Både grundlæggende og anvendte aspekter af denne forskning vil blive betragtet ud fra perspektiverne for plasmon-muliggjort flad optik. Projektets mål omfatter udvikling af eksperimentelle procedurer og designværktøjer til multifunktionelle plasmoniske metaoverflader, realisering af forskellige funktionaliteter, som anvender plasmoniske metaoverflader, og bidrag til yderligere fremskridt i forståelse af fundamentale spredningsfænomener involveret i lysmanipulation med gradient-opstillinger af plasmoniske nanostrukturer.
PhD Thesis: Download
Kontakt på SDU
Sergejs Boroviks
Vejleder: Professor N. Asger Mortensen
Projelttitel: Kvante-plasmonik og ekstrem lys-stof vekselvirkning
Projektet er dedikeret til undersøgelsen af nanofotoniske fænomener i metalliske strukturer i det såkaldt mesoskopiske område, hvor klassisk elektrodynamik møder kvantemekanik. Plasmoniske tilstande, som understøttes af 2D-elektrongas på en overflade af monokrystallinsk metal (også kendt som akustiske overfladeplasmoner) vil blive udforsket. Både de grundlæggende og anvendte aspekter af dette forskningsprojekt vil blive vurderet fra kvante-plasmonisk perspektiv. Projektet har til hensigt at udvikle eksperimentelle procedurer (fremstilling og karakterisering) og teori til undersøgelse af 2D plasmoniske materialer og at udforske grænser for den klassiske teori ved anvendelse i mesoskopiske systemer.
PhD Thesis: Download
Kontakt på SDU
Martin Thomaschewski
Vejleder: Professor Sergey I. Bozhevolnyi
Projekttitel:Optiske modulatorer baseret på overflade plasmoner
Projektet beskæftiger sig med eksperimentelle undersøgelser og teoretiske studier af modulation af stråling, som udbreder sig i form af overflade plasmon polariton (SPP) tilstande understøttet af forskellige plasmoniske bølgeleder konfigurationer, med det overordnede mål at udvikle selvstændige effektive-, kompakte-, ultrahurtige- og lavenergi-SPP-baserede modulatorer og switche. Disse plasmoniske komponenter bør også forbindes med lav-tabs fotoniske bølgeledere og i sidste ende implementeres i integrerede kredsløb på nanofotoniske chips. Både grundlæggende og anvendte aspekter af denne forskning vil blive betragtet ud fra kvanteplasmoniske perspektiver. Projektets mål omfatter udvikling af eksperimentelle (fremstilling og karakterisering) og beregningsmæssige værktøjer til plasmon-baseret nanofotonik og realiseringen af en effektiv strålingsmodulation ved hjælp af elektriske signaler, der ledes af de samme metal kredsløb, som understøtter udbredelsen af de tilsvarende SPP tilstande.
PhD Thesis: Download
Kontakt på SDU
Paulo André D. Gonçalves
Vejleder: Professor N. Asger Mortensen
Projekttitel: Nye to-dimensionelle plasmoniske materialer i buede og konstruerede geometrier
Ph.d.-projektet fokuserer på studier og forskning i grafens nanofotonik og relaterede 2D-materialer i konstruerede nanostrukturer. To-dimensionelle materialer er for nylig fremkommet som nye platforme til manipulation af lys-stof vekselvirkninger på nanoskalaen. Dette projekt udgør et teoretisk forsøg på at beskrive og modellere polaritoner (fx plasmon polaritoner, exciton polaritoner, plasmon-exciton polaritoner osv.) i avancerede nanofotoniske konfigurationer sigtende i mod nye enheder baseret på fladebegrænset nanooptik og nanoplasmonik. Endelig omfatter denne ph.d.-forskning også udforskningen af nanofotoniske fænomener i området mellem klassisk elektrodynamik og kvantemekanik.
Kontakt på SDU
Hamidreza Siampour Ashkavandi
Vejleder: Professor Sergey I. Bozhevolnyi
Projekttitel: A nanophotonic platform for quantum optical integrated circuits
Projektet omhandler eksperimentelle undersøgelser og teoretiske studier af koblingsfænomener og resonante interaktioner mellem kvante-emittere og overflade plasmon polaritoner [engelsk: surface plasmon polaritons (SPPs)], som eksisterer i forskellige plasmoniske bølgelederkonfigurationer. Det overordnede mål handler om effektiv kobling af enkelte kvante-emittere til SPP-tilstande, der herefter kan effektivt kobles til frie propagerende tilstande eller tilstande i dielektriske bølgeledere. Både de fundamentale og anvendte aspekter af dette forskningsprojekt vil blive anskuet fra et kvante-plasmonisk (engelsk: quantum plasmonic) perspektiv
PhD Thesis: Download
Kontakt på SDU
Professor Sergey I. Bozhevolnyi
Sebastian Andersen
Vejleder: Professor Sergey I. Bozhevolnyi
Projekttitel: Kobling af individuelle kvante-emittere til lokaliserede overflade plasmoner
Projektet søger at realisere og studere resonant kobling af fluorescens fra kvante emittere til overflade plasmoner lokaliserede om metalliske nanostrukturere. Projektet omfatter fabrikation af plasmoniske resonatorer – kvante emitter systemer samt eksperimental undersøgelse af interaktionen mellem kvante emitteren og det plasmoniske mode. Den plasmoniske nær-felts interaktion kan modulere både retning, samt tidslig og spektrale emissions egenskaber af kvante emitteren med anvendelse inden for lys-stof interfaces til kvante informations behandling.
PhD Thesis: Download
Kontakt på SDU
Professor Sergey I. Bozhevolnyi
Alexander S. Roberts
Vejleder: Professor Sergey I. Bozhevolnyi
Projekttitel: Høj-temperatur plasmoniske materialer i termofotovoltaiske (TFV) anvendelser
Projektet omhandler designet af varme overfladers optiske egenskaber og brugen af disse i termofotovoltaiske (TFV) anvendelser. I konventionel fotovoltaik (FV) belyses en såkaldt p-n-junction med den bredspektrede udstråling som stammer fra solens overflade. Dog kan en konventionel solcelle kun kan udnytte energien effektivt i en meget smal del af spektret, imens resten af spektret enten bliver udnyttet i ringe grad eller slet ikke bliver udnyttet. Brugen af meget dyre og komplicerede multi-junction solceller kan afhjælpe dette begrænsning i effektivitet, dog består ét alternativ i kun at belyse solcellen med den del af spektret, solcellen kan konvertere mest effektiv til elektricitet. TPV celler er velegnet til produktion af energi fra koncentreret sollys samt andre kilder til intens varme, men kan også bruges som del i en kraftvarmeproduktion. Resonante overfladestrukturer(medbåde plasmoniske og andre typer resonanser) udgør en effektiv måde at designe overfladers absorptions- og udstrålingsegenskaber, som kan bruges som en såkaldt absorber eller emitter i en TPV celle. Formålet med dette projekt er at identificere, fremstille, karakterisere og praktisk at demonstrere strukturer som besidder ønskværdige optiske egenskaber, samtidig med at de har en høj termisk stabilitet som kan garantere en stabil, langvarig og effektiv drift ved høje temperaturer.
PhD Thesis: Download
Kontakt på SDU
Volodymyr Zenin
Vejleder: professor Sergey I. Bozhevolnyi
Projekttitel: Plasmonisk bølgeledning med metalstrukturer
Projektets formål er at udvikle miniature plasmoniske bølgeledere og bølgeleder komponenter, der er baseret på stærkt afgrænsede plasmontilstande bundet til overfladen i metalstrukturer. Projektet inkluderer karakterisering af plasmonisk bølgeledning i forskellige metalstrukturer med hjælp af nær-felts optisk mikroskopi samt teoretisk modellering og design af bølgeledende komponenter, som kan bruges i grundlæggende passive og aktive fotoniske komponenter på nanoskala.
PhD Thesis: Download
Kontakt på SDU
Professor Sergey I. Bozhevolnyi