Wissenschaftliche Laufbahn und Forschungsgebiete

Die Forschungsinteressen von Prof. Belkin konzentrieren sich auf die Entwicklung optoelektronischer und integrierter photonischer Lösungen im mittleren Infrarot (mid-IR, λ ≈ 2,5-30 µm) und Terahertz (THz, λ ≈ 30-300 µm) Spektralbereich. In diesen Spektralbereichen gibt es zahlreiche Anwendungen, z. B. Schwingungsspektroskopie und Mikroskopie, chemische und biomedizinische Bildgebung und Sensorik, Freiraumkommunikation, Terahertz-Bildgebung und viele andere. Die meisten der heutigen Instrumente für den mittleren IR- und THz-Bereich beruhen jedoch auf thermischen Quellen oder sperrigen nichtlinearen optischen Systemen, mechanischen Vorrichtungen zur Strahlmodulation und -steuerung sowie optischen Aufbauten im freien Raum. Wir arbeiten daran, den Übergang von diesen sperrigen Systemen zu kompakten Festkörpersystemen zu erleichtern, die auf weit abstimmbaren, elektrisch gepumpten Halbleiterlichtquellen, Faseroptik und integrierten Photonikplattformen basieren. Wir nutzen auch die Möglichkeiten, die die neuen Technologien der Mid-IR- und THz-Photonik für Anwendungen bieten.

Prof. Belkin erhielt 2004 seinen Doktortitel in Physik von der University of California in Berkeley. Von 2004 bis 2008 arbeitete er als Postdoktorand in der Gruppe von Prof. Federico Capasso an der Harvard School of Engineering and Applied Sciences. Anschließend wechselte er an die Fakultät für Elektro- und Computertechnik an der University of Texas in Austin. Seit 2019 hat Prof. Belkin einen Lehrstuhl für Halbleitertechnologie am Department of Electrical and Computer Engineering und Walter Schottky Institut der Technischen Universität München inne.

Wichtigste Auszeichnungen

  • Fellow der SPIE (2018)
  • Fellow der OSA (2016)
  • Wilhelm-Bessel-Forschungspreis der Alexander von Humboldt-Stiftung (2015)
  • DARPA Young Faculty Award (2012)
  • National Science Foundation CAREER Award (2012)

D. Botez and M.A. Belkin, Eds., “Mid-Infrared and Terahertz Quantum Cascade Lasers,” Cambridge University Press, Cambridge, U.K., 2023.

Abstract

S. Mann, N. Nookala, S.C. Johnson, M. Cotrufo, A. Mekkawy, J.F. Klam, I. Brener, M.B. Raschke, A. Alù, and M.A. Belkin, “Ultrafast optical switching and power limiting in intersubband polaritonic metasurfaces,” Optica 8, 606-613 (2021).

Abstract

S. Jung, D. Palaferri, K. Zhang, F. Xie, Y. Okuno, C. Pinzone, K. Lascola, and M.A. Belkin, “Homogeneous photonic integration of mid-infrared quantum cascade lasers with low-loss passive waveguides on InP platform,” Optica 6, 1023-1030 (2019).

Abstract

F. Lu, M. Jin, and M.A. Belkin, “Tip-enhanced infrared nanospectroscopy via molecular expansion force detection,” Nature Photon. 8, 307–312 (2014).

Abstract

J. Lee, M. Tymchenko, C. Argyropoulos, P.-Y. Chen, F. Lu, F. Demmerle, G. Boehm, M.-C. Amann, A. Alu, and M.A. Belkin, “Giant nonlinear response from plasmonic metasurfaces coupled to intersubband transitions,” Nature 511, 65–69 (2014).

Abstract