Lernt unsere MPSP Fellows kennen: Nicolas Joly

Eine Interview Serie

In unserem heutigen Interview teilt Prof. Dr. Nicolas Joly einige spannende Einblicke zu seinem Forschungsgebiet, der photonischen Kristallfaser.
Er ist Vorsitzender der „Microstructured Optical Fibres Research Group” am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts und außerordentlichen Professor an der Universität Erlangen-Nürnberg.

Was ist der Schwerpunkt Ihrer Forschung im Bereich der Photonik? Was hat Sie ursprünglich zu diesem Studienbereich hingezogen? 

Ich arbeite mit photonischen Kristallfasern. Das sind Fasern, die 1996 erfunden und im Grunde von Professor Russell erstmals demonstriert wurden. Ich habe dieses Thema nach meiner Promotion gewählt und bin seitdem nicht mehr davon weggekommen, weil es mir Spaß gemacht hat. Und was mir besonders gefiel, war, dass wir diese Fasern herstellen können, indem wir die Geometrie der Fasern verändern. Die photonischen Kristallfasern (PCF) bestehen aus Röhren, die man in verschiedenen Konfigurationen anordnet. Und wenn man dann die Konfiguration, die Größe, ändert, kann man die Eigenschaften verändern. Das ist ein wirklich schöner Spielplatz. Für mich ist das wirklich ein Spiel mit den Fasern. Und als ich die Fertigungsanlagen sah und was wir alles mit diesen Fasern machen können, dachte ich: Wow, das ist wirklich cool. Und nun arbeite ich schon über 20 Jahre in diesem Bereich.

Was war für Sie als Fellow die größte Herausforderung in der MPSP und wie haben Sie sie gemeistert?

Ich wusste nichts über Quantenoptik. Als ich dann mit Maria Chekhova diskutierte, wurde mir klar, dass es viele Dinge gibt, die ich überhaupt nicht verstehe. Und dann habe ich sie davon überzeugt, dass die Art und Weise, wie ich das Problem betrachtete, gar nicht so dumm war. Und so begannen wir zusammen zu arbeiten, aber ich musste eine ganze Menge lernen. Die Herausforderung bestand also darin, die reine Photonik-Faseroptik so zu verändern, dass man sie für etwas nutzen konnte. Aber am Ende habe ich das auch eher als Spaß denn als echte Herausforderung gesehen. Ja, ich denke, die Herausforderung besteht darin, die Leute davon zu überzeugen, dass das, was wir tun, interessant genug ist, damit sie es finanzieren. Das ist das Hauptziel und die größte Herausforderung.

Die Zusammenarbeit spielt in der Forschung eine wichtige Rolle. Was war Ihre beste Erfahrung diesbezüglich, und wie hat sich diese Erfahrung auf Ihre Arbeit ausgewirkt?

Ich glaube, es gibt zwei wichtige Kooperationen, die ich in der Vergangenheit hatte. Die eine war mit den USA, als ich Postdoc war. Das war wirklich der Anfang von allem. Ich hatte die Möglichkeit, als Postdoc in die USA zu gehen und ihnen einige spezielle Fasern mitzubringen, die noch nie zuvor hergestellt worden waren.

Ich musste die Fasern herstellen und entwickeln. In den USA habe ich die ersten Experimente durchgeführt und herauszufinden, welche Faser was genau tun würden. Und dann haben sie dort die Messungen durchgeführt. Wir haben danach eine wahnsinnige Anzahl von Veröffentlichungen bekommen. Das war natürlich sehr belohnend, weil es mir wahrscheinlich auch geholfen hat, die Leute zu überzeugen, dass ich in diesem Bereich bleiben kann. Aber diese Zusammenarbeit ist schon lange vorbei, und ich habe sie nicht initiiert.

Die erfreulichste Zusammenarbeit ist aber definitiv die mit Maria Chekhova. Sie wurde von mir initiiert, indem ich bei einem Kaffee eine einfache Frage stellte. Wir diskutierten ein paar Mal, und dann begannen wir zu arbeiten, und das ist nun schon fast 15 Jahre her, und wir arbeiten immer noch zusammen. Das ist das Schöne daran, denn ich glaube, wir ergänzen uns wirklich gut. Und das ist eine gute Sache.

Was sind einige der überraschendsten oder unerwartetsten Anwendungen der Photonik, auf die Sie bei Ihren Forschungen oder Studien gestoßen sind? 
Die Experimente, die wir im Moment machen, sind wirklich, wirklich lustig. Sie haben im Grunde eine Richtung eingeschlagen, die absolut nicht zu erwarten war. Das ist wahrscheinlich eines der Dinge, die sich am meisten lohnen. Wir haben einmal fast zwei Jahre lang etwas mit den Studierenden ausprobiert, angefangen damit, dass wir es geschafft haben, die Finanzabteilung davon zu überzeugen, uns Geld für ein Projekt zu geben, das wirklich sehr riskant war und potentiell große Auswirkungen hatte. Aber wir waren ein bisschen zu sehr auf hohes Risiko aus. Es hat einfach nicht funktioniert. Das war's. Folglich mussten wir uns komplett umstellen, was für die Studierenden ziemlich schwierig war. Aber jetzt sehen wir so viele verschiedene Phänomene, dass es wirklich Spaß macht. Jeden Tag sagen die Studierenden: „Ich habe das gesehen, ich habe das gesehen, ich habe das gesehen“, alles ist jedes Mal neu. Es ist also wirklich sehr interessant und bereichernd, aber auch überraschend. Das habe ich nicht erwartet. Wir probieren einfach etwas aus, und dann klappt es endlich. Das ist natürlich das Ergebnis von zwei Jahren kämpfen, kämpfen, kämpfen, um die Dinge zum Laufen zu bringen. Und plötzlich, wenn etwas zu funktionieren beginnt, ist alles ganz einfach, denn wir mussten Anfangs Probleme lösen, die viel komplizierter waren und die wir schließlich aufgeben mussten. In diesem Sinne ist das das Überraschende.

Welchen Rat würden Sie Studenten oder Nachwuchsforschern geben, die auf dem Gebiet der Photonik etwas bewirken wollen, und wie können sie trotz der Herausforderungen motiviert bleiben?

Ich denke, die Frage ist nicht korrekt gestellt. Denn ich glaube nicht, dass die Studierenden durch den Gedanken motiviert sein sollten, etwas bewirken zu wollen. Ich denke, sie sollten denken: „Oh, das ist sehr, sehr interessant und ich werde eine Menge daraus lernen“. Ich spreche von den Promovierenden. Ich glaube nicht, dass die Motivation darin bestehen sollte, „ich werde dort etwas bewirken“, denn ich denke, wir sollten uns zuerst von der Neugierde leiten lassen. Und wenn wir dann auf dem Weg dorthin, nach zwei, zweieinhalb Jahren, feststellen: „Oh, wow, das hat eine wirklich große Auswirkung“, dann ist das gut, das ist wie das Sahnehäubchen. Aber ich denke, es ist eher die Neugier, die uns antreibt, als dass wir denken, dass wir eine große Wirkung erzielen werden. Das kann meiner Meinung nach später kommen.

Wie unterscheidet sich Ihre Forschung an der Max Planck School of Photonics von Ihren bisherigen Erfahrungen in der Photonik? Und welche einzigartigen Möglichkeiten haben Sie hier gefunden?

Einer der positiven Aspekte ist, dass die MPSP sehr intelligente Studierende anzieht. Ich habe das Gefühl, dass die Qualität der Studierenden im Vergleich zu vor ein paar Jahren angestiegen ist. Und das ist wirklich schön. Die Diskussionen, die ich zum Beispiel auf der Spring School hatte, haben mir sehr gefallen. Das ist also etwas, das mir wirklich Spaß macht. Außerdem habe ich mit Christine Silberhorn und Maria Chekhova gesprochen, und daraus könnten sich einige interessante neue Projekte ergeben. Das ist also die Vernetzung, die ich innerhalb der MPSP für sehr interessant halte.

Ich meine, wir haben auch viel am Joint Degree gearbeitet. Ich war Mitglied des Curriculums, wir haben uns lange Zeit jede Woche mit Carsten Rockstuhl und Thomas Pertsch und ein paar anderen getroffen, um dieses Curriculum auf die Beine zu stellen. Jetzt ist es in guter Form, noch nicht ganz fertig, aber in guter Form. Und ich denke auch, dass wir dadurch einzigartige Möglichkeiten haben, Wissen zu vermitteln und Studierende zu motivieren, würde ich sagen. Das ist also eines der Dinge, die ich an der MPSP grundsätzlich gut finde.

Was reizt Sie am meisten an der Zukunft der Photonik, und wohin soll Ihre Forschung Sie in den nächsten Jahren führen?

Ich meine, eines der aufregendsten Dinge bei den photonischen Kristallfasern ist die Tatsache, dass diese Fasern jetzt die Telekommunikations-Glasfasern schlagen können, denn sie sind besser in Bezug auf die Verluste. Es ist klar, dass dies die Forschung stark vorantreiben wird, denn es gibt immer mehr Menschen, die sich für diese Fasern interessieren. Unternehmen und andere Akteure wollen sozusagen ein Stück vom Kuchen abhaben. Und ich denke, die Tatsache, dass mehr Leute im Spiel sind, die Sache natürlich schwieriger, aber auch interessanter macht. Der Bereich der photonischen Kristallfasern explodiert im Moment geradezu.

Andere Bereiche werden wahrscheinlich auch einen Einfluss haben, aber wenn man die neuesten Ergebnisse im Bereich der photonischen Kristallfasern betrachtet, wo diese andere Faserarten übertrumpfen, ist das wirklich etwas, das einen Einfluss hat.

Vielen Dank für das Interview!