Quantenphysik und die Erzeugung optischer Frequenzkämme
Das Fachgebiet von Tobias Kippenberg ist die Quanten-Optomechanik. Dieses Forschungsfeld widmet sich der Interaktion zwischen Licht (Photonen) und mechanischen Objekten auf der Quanten-Ebene, also der Ebene der Atome und subatomaren Teilchen, auf welcher die Gesetze der klassischen Physik nicht mehr gelten. Er konnte als erster Forscher weltweit den Effekt der dynamischen Rückkoppelungsverstärkung beobachten: Strahlungsdruck des Lichts kann Objekte nicht nur in Bewegung versetzen, sondern auch in der Bewegung verstärken. Er revolutionierte die Erzeugung von optischen Kämmen, mit denen Lichtzyklen gezählt werden können. Die von ihm zur Erzeugung genutzten Mikroresonatoren finden auf einem Chip Platz. Damit eröffnet sich neues Anwendungspotenzial in zahlreichen Bereichen, darunter neuromorphes Rechnen, ultraschnelle Abstandsmessungen (LIDAR) oder optische Atomuhren. Weiter entwickelte seine Forschungsgruppe auf dieser Basis optische Verstärker, die bei Hochleistungscomputersystemen, in Rechenzentren und in der künstlichen Intelligenz Anwendung finden.