A téma rövid leírása, a megoldandó legfontosabb feladatok felsorolása:

A kevés számú foton keltésén és detektálásán alapuló technikák számos kutatási terület alapját képezik az érzékeny mérőrendszerektől kezdve a kvantum optikáig. Mind a források mind a detektorok, de az ilyen optikai rendszerek nagy része is optikai szál alapú, hiszen az optikai szálak számos előny kínálnak: térbeli bezártság, pontforrás, egymódusú működés, foton tulajdonságok megőrzése, speciális nemlineáris tulajdonságok. Az itt megadott téma futó és előkészületben lévő kutatási projektekhez, illetve az oktatásban  most indult Optika–fotonika specializáció fejlesztéséhez kapcsolódik. A jelölt feladata a fenti témakör elméleti és kísérleti vizsgálata az Atomfizika Tanszék projekjeiben megcélzott alkalmazásokra fókuszálva – alapvetően három témakörben. Mivel azonban a témakörök mindegyike nagyobb volumenű, a munka során lehetőség lesz a kutatási irányt szűkebb területre fókuszálni.

(1) Az Atomfizika Tanszék résztvevője a „Komplex vízminősítést in situ megvalósító, közvetlen és immunfluoreszcencián, valamint optikai és lézeres plazma-színképelemzésen alapuló, moduláris, érzékelő- és műszercsalád kifejlesztése, továbbá az alkalmazási területek kutatása” című, : 2017.02.01-én indult NVKP_16-1-2016-0049 projektnek, amely egyik fókuszában az optikai (elsősorban fotonikus) szál alapú bioszenzorika kifejlesztése. Cél, hogy olyan érzékeny szenzorrendszert alkossunk, amely ivóvíz-minősítésű környezetben is tud detektálni igen kis koncentrációjú szennyezőket – szükségessé téve a kis fotonszámú detektálást. Az optikai szál fő feladata ez esetben a vizsgált hatás lokalizálása, erősítése.

(2) Az előkészítés alatt lévő kvantumtechnológiai projekt egyik pillére olyan egy- és többfoton forrásokon és detektorokon alapuló alapmérések kialakítása, amellyel alapvető kvantumfotonikai jelenségek vizsgálhatók. A foton-összefonódás az egyik alapeleme ezen kísérleteknek, amelyet többféle módon megvalósítható (nemlineáris kétfoton-keltés, valódi egyfoton forrás). Kérdés, hogy lehet-e nagyobb (de nem ultranagy) fotonszámmal, optikai szálban történő kölcsönhatással kvantumos összefonódást létrehozni.

(3) Megfelelő hullámhosszú kis fotonszámú forrással célunk olyan alapvető biofizikai folyamatok vizsgálata, amelyekből például a fotoszintézis kvantumhatásfoka, fénybegyűjtő mechanizmusa és egyéb, sokszor csak modellszinten rendelkezésre álló jelenség értelmezése pontosítható. A terület intenzív kutatás alatt áll, ehhez kapcsolódó új eredmény a Kaucikas et al., Nature Comm., 7:13977  (2016) cikkben található.

A jelentkezővel szemben támasztott elvárások:

Angol nyelvtudás. Jó absztrakciós és matematikai készség, alapvető optikai, optoelektronikai, esetleg biofizikai ismeretek. Interdiszciplináris szemlélet, önállóság. A ZEMAX optikai tervezőprogram vagy a COMSOL Multiphysics végeselem szimulációs program ismerete előny de nem feltétel. Kísérletező szándék.