Lichtausbreitung in Ensembles von Mikroresonatoren

Systeme optischer Resonatoren mit Abmessungen im Bereich der Mikrometerskala, sogenannte mesoskopische Systeme, eröffnen vielfältige Möglichkeiten, fundamentales Wissen direkt in bahnbrechenden Anwendungen wie Supersensoren oder neuartigen Lichtquellen nutzbar zu machen. Grundlage dafür sind vielfältige Interferenzeffekte, die auftreten, wenn die Systemabmessung im Bereich weniger (bis einiger Dutzend oder Hundert) Wellenlängen liegt, wie es charakteristisch für die hier betrachteten mesoskopischen Systeme ist. Wir illustrieren am Beispiel eines Ensembles gekoppelter Resonatoren, wie derartige Interferenzeffekte die Eigenschaften des ausgestrahlten Lichtes entscheidend beeinflussen. Insbesondere sind, je nach geometrischen Gegebenheiten im Ensemble und den daraus resultierenden Kopplungen, eine extreme Bündelung des Lichts in eine Richtung oder eine Umkehr der Abstrahlrichtung möglich. Von besonderem Interesse ist dabei das Verständnis der Rolle von (beispielsweise fertigungsbedingten) Imperfektionen im Rahmen numerischer Simulationen sowie die Modellierung realistischer Systeme, um relevante Längen- und Zeitskalen und die Robustheit der Effekte zu verifizieren.