Numerische Verfahren zur Berechnung von Lichtverteilungen in optischen Medien profitieren maßgeblich von aktuellen Trends in der Computertechnik, wodurch eine ganz neue Qualität von bisher nur in Supercomputerzentren erreichbare Rechenleistung zur Verfügung steht. Numerische Verfahren zum Gewinn eines tieferen Verständnisses komplexer Systeme und zur Vorhersage über ihr Verhalten gewinnen damit eine immer größere Bedeutung.

Der Ansatz dieses Projekts ist die übergreifende Sichtweise auf unterschiedliche Aspekte in der Simulation von Systemen, die sich auszeichnen durch ihre Mechanik und Thermik von optischen Materialien, der Laserdynamik, der Hydrodynamik von Gasen und Flüssigkeiten sowie nichtlineare Wechselwirkungen von Materie mit starken Feldern.

Darüber hinaus wird das Potenzial ergründet, Brücken zu bauen und damit hybride Lösungen, Vorhersagen und Einsichten einer ganz neuen Qualität zu realisieren. Diese Querverbindungen sind deutlich jenseits des Standes der heutigen Technik, und viele grundsätzliche Probleme bezüglich der Schnittstellen zwischen den individuellen Lösungsansätzen und der sehr unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen müssen gelöst werden. Von den daraus resultierenden Modellen profitieren die Grundlagenforschung und vor allem die verschiedenen Anwendungsfelder, die sich über Lasermaterialbearbeitung, Beleuchtungs-, Kommunikations-, Laser- oder Medizintechnik erstrecken.

Im Teilprojekt 7 "Simulation der Lichtleiteigenschaften in koaxial strömenden Fluidpaaren mittels wellenoptischer Lichtpropagation in fluiddynamisch und thermisch aufgeprägten Brechungsindexverteilungen" soll die Strahlführung in Flüssigkeiten simuliert werden. Dazu wird die Lichtausbreitung in flüssigen oder gasförmigen Lichtwellenleitern mit einem hybriden Ansatz modelliert. Zum einen wird eine strömende Fluidsäule am Beispiel eines Zwei-Fluid-Systems simuliert. Dieses ist ähnlich aufgebaut wie ein Glasfaserkabel: eine Flüssigkeit bildet den Kern, die zweite den Mantel. Zum anderen wird die Ausbreitung des Lichts in dieser Fluidsäule modelliert. Die Verknüpfung dieser beiden Simulationen steht dabei im Vordergrund. Anwendung finden kann der flüssigkeitsgeführte Laserstrahl in der Lasermaterialbearbeitung als auch bei photosensorischen Analyseverfahren.

Mehr Informationen auf: www.hymnos.uni-hannover.de