Inhalt
Die Photonik ist ein neuer, interdisziplinaerer Wissenschaftszweig, dessen zentraler Forschungsgegenstand das Licht und die Wechselwirkung von Licht mit Materialien ist. Mathematisch handelt es sich um die Lösung der Maxwellschen Gleichungen als den Grundgleichungen der Elektrodynamik.

Wir verschaffen uns einen Überblick über die Aufgabenstellungen in der Nanophotonik, über moderne Simulationsverfahren und deren Anwendung. Danach entwickeln wir Schritt für Schritt die Bausteine eines eigenen Simulationssystems. Das beinhaltet die wichtigsten Fragen der Modellierung, geeignete Formen der Finite-Elemente-Methode zur numerischen Lösung der Maxwellschen Gleichungen, die automatischen Erzeugung von Dreiecksgittern und die Anwendung auf nanooptische Streuprobleme. Alle Algorithmen werden in Matlab nach Vorgabe von Templates implementiert und deren Eigenschaften untersucht.

Literatur:
Peter Monk, Finite Element Methods for Maxwell's Equations (Numerical Analysis and Scientific Computation Series) Oxford Univ Press, 2003

Zielgruppe:
Studierende der Mathematik, Physik oder Elektrotechnik im Hauptstudium. Voraussetzungen sind Grundkenntnisse der Physik und der Numerik von Differentialgleichungen.

Perspektiven:
Master- und Doktorarbeit mit Einbindung in Forschungsarbeiten am Zuse-Institut Berlin