Die Universitätsgesellschaft verlieh Philip Georgi im Rahmen des Neujahrsempfangs der Universität Paderborn am 21. Januar 2018 den Preis für herausragende Abschlussarbeiten des Jahres 2016/2017 in der Kategorie Ingenieur- und Naturwissenschaften für seine Masterarbeit zum Doppler-Effekt an rotierenden Objekten. „Mit den Ergebnissen seiner Messung konnte er erstmals die Frequenzverschiebung von Licht bei der Wechselwirkung mit rotierenden Nanostrukturen nachweisen, ein Effekt der analog zum Doppler-Effekt bei einer geradlinigen Bewegung ist“, erläutert Prof. Dr. Thomas Zentgraf, Leiter der Arbeitsgruppe „Ultaschnelle Nanophotonik“: „Die Ergebnisse seiner Arbeit ermöglichen einen weiteren Schritt hin zu nanoskopisch-optischen Sensoren zur Bestimmung von Drehgeschwindigkeiten.“
M.Sc. Philip Georgi untersuchte in seiner Masterarbeit Systeme aus plasmonischen Nanostrukturen auf einer Oberfläche in Bezug auf deren Wechselwirkung mit Licht, falls diese in eine Rotation versetzt wurden. Dazu betrachtete er die zeitliche Änderung des Polarisationszustandes des Lichts bei dessen Reflexion an der mit Nanostrukturen versehenen rotierenden Oberfläche. „Diese Experimente erforderten ein hohes Maß an experimentellem Geschick und ein tiefes Verständnis der zugrundeliegenden physikalischen Effekte“, sagt Prof. Dr. Thomas Zentgraf, der die Masterarbeit gemeinsam mit Prof. Dr. Cedrik Meier betreut hat und in dessen Arbeitsgruppe er seit September 2017 als Promotionsstudent auf dem Gebiet der Quanten-Metaoberflächen forscht.
Da die Frequenzverschiebungen des optischen Doppler-Effekts bei typischen Rotationsgeschwindigkeiten sehr klein sind und mit normalen Methoden schwer zu bestimmen sind, wurde zur Durchführung der Experimente ein spezielles Heterodynverfahren eingesetzt. Durch geschickte Überlagerung mit dem Licht eines Referenzlasers und der Wahl spezieller zirkularer Polarisationszustände konnte so ein niederfrequentes elektrisches Schwebungssignal an einem Detektor erzeugt werden. Dieses Signal konnte von Herrn Georgi gezielt auf dessen Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit und der speziellen Anordnung der Nanostrukturen auf seinen Proben untersucht werden. Auf diese Weise war es ihm möglich, den Übertrag von verschiedenen Drehimpulsen auf das Licht bei dessen Reflexion an den Nanostrukturen zu analysieren und den Doppler-Effekt zu bestätigen.
Die Mitteilung der Universität Paderborn kann <link http: www.uni-paderborn.de nachricht>hier eingesehen werden.
