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Fachgebiet Theoretische Elektrotechnik (TET)
Prof. Dr. Jens Förstner

Willkommen im Fachgebiet Theoretische Elektrotechnik (TET)

Unser Forschungsgebiet ist die theoretische Beschreibung von photonischen und optoelektronischen Systemen wie optischen Nanoantennen, dielektrischen Wellenleitern, photonischen Kristallen, Metamaterialien, plasmonischen Systemen, oder biologischen/biomimetischen photonischen Strukturen. Unsere Stärke liegt in der Kombination von hochentwickelten Materialmodellen mit modernsten numerischen Methoden zur Simulation elektromagnetischer Felder.

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Electrically controlled rapid adiabatic passage in a single quantum dot

A. Mukherjee, A. Widhalm, D. Siebert, S. Krehs, N. Sharma, A. Thiede, D. Reuter, J. Förstner, A. Zrenner, Applied Physics Letters (2020)


Oblique evanescent excitation of a dielectric strip: A model resonator with an open optical cavity of unlimited Q

M. Hammer, L. Ebers, J. Förstner, Optics Express (2019), 27(7), pp. 8

A rectangular dielectric strip at some distance above an optical slab waveguide is being considered, for evanescent excitation of the strip through the semi-guided waves supported by the slab, at specific oblique angles. The 2.5-D configuration shows resonant transmission properties with respect to variations of the angle of incidence, or of the excitation frequency, respectively. The strength of the interaction can be controlled by the gap between strip and slab. For increasing distance, our simulations predict resonant states with unit extremal reflectance of an angular or spectral width that tends to zero, i.e. resonances with a Q-factor that tends to infinity, while the resonance position approaches the level of the guided mode of the strip. This exceptionally simple system realizes what might be termed a “bound state coupled to the continuum”.


    Optical transition between two optical waveguides layer and method for transmitting light

    M. Hammer, J. Förstner, L. Ebers. Optical transition between two optical waveguides layer and method for transmitting light, Patent DE102018108110B3. 2019.

    Die Erfindung betrifft einen optischen Übergang zwischen zwei optischen Schichtwellenleitern. Dazu ist eine Anordnung vorgesehen aus einem ersten optischen Schichtwellenleiter (2) und einem zweiten optischen Schichtwellenleiter (3), wobei der erste optische Schichtwellenleiter (2) und der zweite optische Schichtwellenleiter (3) voneinander verschiedene über ihre jeweilige Länge konstante Dicken (d, r) aufweisen, der erste optische Schichtwellenleiter (2) mit dem zweiten optischen Schichtwellenleiter (3) mittels einer optischen Schichtwellenleiterstruktur (4) verbunden ist, die über ihre gesamte Länge (w) eine Dicke (h) aufweist, die zwischen der Dicke (d) des ersten optischen Schichtwellenleiters (2) und der Dicke (r) des zweiten optischen Schichtwellenleiters (3) liegt. Erfindungsgemäß ist die Dicke (h) der optischen Schichtwellenleiterstruktur (4) über die gesamte Länge (w) der optischen Schichtwellenleiterstruktur (4) konstant. Damit wird eine Möglichkeit für einen effizienten und mit geringen Verlusten behafteten Übergang zwischen zwei optischen Schichtwellenleitern mit unterschiedlicher Dicke bereitgestellt.


      Coupled microstrip-cavities under oblique incidence of semi-guided waves: a lossless integrated optical add-drop filter

      L. Ebers, M. Hammer, M.B. Berkemeier, A. Menzel, J. Förstner, OSA Continuum (2019)

      We investigate optical microresonators consisting of either one or two coupled rectangular strips between upper and lower slab waveguides. The cavities are evanescently excited under oblique angles by thin-film guided, in-plane unguided waves supported by one of the slab waveguides. Beyond a specific incidence angle, losses are fully suppressed. The interaction between the guided mode of the cavity-strip and the incoming slab modes leads to resonant behavior for specific incidence angles and gaps. For a single cavity, at resonance, the input power is equally split among each of the four output ports, while for two cavities an add-drop filter can be realized that, at resonance, routes the incoming power completely to the forward drop waveguide via the cavity. For both applications, the strength of the interaction is controlled by the gaps between cavities and waveguides.


      Oblique quasi-lossless excitation of a thin silicon slab waveguide: a guided-wave variant of an anti-reflection coating

      M. Hammer, L. Ebers, J. Förstner, Journal of the Optical Society of America B (2019)


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      Prof. Dr. Jens Förstner

      Theoretische Elektrotechnik (TET)

      Jens Förstner
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