Über das Institut
Das Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts (MPL) konzentriert sich auf die Grundlagenforschung zu allen Aspekten der Wechselwirkung zwischen Licht und Materie, von der modernen Optik über die Photonik bis hin zu Quanteneffekten und deren Anwendungen in der "realen" Welt. Es zielt darauf ab, den Bereich des Möglichen in der Wissenschaft und Technologie des Lichts zu erweitern. Das MPL wurde 2009 gegründet und ist eines der mehr als 80 Institute der Max-Planck-Gesellschaft. Diese betreibt Grundlagenforschung in den Natur-, Lebens- und Geisteswissenschaften.
Wie das MPL entstand: das erste Jahrzehnt 2000 - 2008
Das Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts (MPL) entwickelte sich aus einem Spin-off der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Alles nahm seinen Lauf, als Gerd Leuchs, Inhaber des Lehrstuhls für Optik an der Hochschule, im Frühjahr 2000 auf Empfehlung eines externen Gremiums ermutigt wurde, Konzepte vorzuschlagen, die Erlanger Optik-forschung langfristiger zu fördern. Er überzeugte die Universitäts¬leitung, ein "Zentrum für moderne Optik" einzurichten. Dessen Arbeitsfelder sollten sich von den Grundlagen bis zu den Anwendungen erstrecken. Anschließend gewann Gerd Leuchs die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) dafür, die Optik in Erlangen zu unterstützen. Dies führte 2003 zunächst zur Gründung der Max-Planck-Forschungsgruppe (MPRG) für Optik, Information und Photonik. Nur fünf Jahre später − nach drei positiven externen Evaluierungen − wandelte die MPG die Forschungsgruppe um in das komplett eigenständige Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts: Die Gründung des MPL war am 1. Januar 2009.
Optik in Erlangen: eine lange gemeinsame Geschichte
Die Wurzeln der Optik in Erlangen reichen zurück bis ins Jahr 1868, als die Regierung des Königreichs Bayern den bayerischen Physiker Eugen von Lommel auf einen Lehrstuhl für Physik an der FAU berief. Sie setzte sich damit über die Wünsche des Universitätsrats hinweg, der einen Kandidaten aus Berlin bevorzugte. Zu dieser Zeit war Franken noch eng mit Preußen verbunden, sechs Jahrzehnte nachdem Napoleon die Region gezwungen hatte, sich Bayern anzuschließen. Die Berufung war ein kluger Schachzug - denn Lommel, der in München Mathematik und Physik studiert hatte, erwies sich als erfolgreicher Dozent und Wissenschaftler. Bei den Studierenden war er sehr beliebt, nicht zuletzt, da er in seine Vorlesungen oft experimentelle Demonstrationen einbaute. Sein Interesse an der Optik wuchs stetig und er machte bahnbrechende Entdeckungen über die Theorie der Lichtbündelung. Daraus entstand die Definition einer ganzen Familie neuartiger Funktionen, die heute unter dem Namen Lommel-Funktionen bekannt sind und das Verhalten von Licht im Brennpunkt einer Linse beschreiben. Diese Funktionen füllen ein ganzes Kapitel im bekannten Lehrbuch von Max Born und Emil Wolf. Lommel selbst schrieb mehrere Bücher. Sein Buch "Das Wesen des Lichts" wurde unter dem Titel "The Nature of Light, with a General Account of Physical Optics" ins Englische übersetzt und 1875 von Henry S. King & Co. in London veröffentlicht. Nach 18 Jahren in Erlangen wechselte Lommel an die Ludwig-Maximilians-Universität in München.
Das Erwachen aus dem Dornröschenschlaf: die Optik an der FAU im 20. Jahrhundert
In jenen frühen Jahren gab es an der FAU nur einen einzigen Physikprofessor. Nach Lommels Abschied lag die Optik rund 60 Jahre lang im Dornröschenschlaf, bis die FAU 1948 langsam wuchs: Erich Mollwo von der Universität Göttingen wurde zum Professor für angewandte Physik ernannt. Er beschäftigte sich mit der optischen Spektroskopie von Festkörpern und veröffentlichte 1966 zusammen mit Wittich Kaule das Buch "Maser und Laser". Die eigentliche Renaissance der Optik in Erlangen begann erst 1973 mit der Berufung von Adolf Lohmann von der University of California San Diego, der für seine bahnbrechenden Arbeiten über computergenerierte Hologramme und optische Signalverarbeitung bekannt war. Als Lohmann 1992 in den Ruhestand ging, war der Lehrstuhl für Optik zum größten im Fachbereich Physik avanciert. Seine Student*innen erhielten regelmäßig Auszeichnungen für die besten Arbeiten bei den Jahrestagungen der Deutschen Gesellschaft für Angewandte Optik. Zu dieser Zeit teilte sich der Lehrstuhl für Optik in vier große Gruppen, die Karl-Heinz Brenner, Gerd Häusler, Johannes Schwider und Norbert Streibl leiteten. Nach der Emeritierung Lohmanns im Jahr 1992 gab es im Fachbereich Physik kurzeitig die Überlegung, den Lehrstuhl fachlich ganz neu auszu¬richten. Dadurch verzögerte sich die Suche nach einem Nachfolger.
Frischer Wind für den Lehrstuhl Optik: Gerd Leuchs wird an die FAU berufen
Dann fand sich ein Kandidat, der bei allen Beteiligten gut ankam: Gerd Leuchs. Mit seiner Berufung im Jahr 1994 brachte er die Quantenoptik nach Erlangen. Er hatte Erfahrungen in der Atom- und Laserphysik, der interferometrischen Gravitationswellendetektion und der kommerziellen Entwicklung eines optischen Verschiebungssensors. Dadurch sprach er nicht nur die Physiker und die Mitarbeiter der Optikabteilung an, sondern auch die Mitglieder der Technischen Fakultät, die ebenfalls am Auswahlverfahren beteiligt waren. Gerade zurück von einer fünfjährigen Tätigkeit in der Industrie (in Liechtenstein), schlug Leuchs mehrere neue Forschungsrichtungen ein. Darunter die Quantenkommunikation und die Suche nach den ultimativen Grenzen der Fokussierung – Forschungsfelder, die Wissenschaftler*innen bis heute am MPL weiterverfolgen.
Ende der 1990er Jahre empfahl ein externes Gutachtergremium die Optik-Aktivitäten innerhalb des Physik-Departments zu stärken. Herbert Walther, Direktor am MPI für Quantenoptik in München , den Leuchs um Rat gefragt hatte, schlug vor, gemeinsam mit Kollegen ein Zentrum zu gründen, um die Sichtbarkeit zu erhöhen. Leuchs befolgte den Rat und beantragte bei der Universitätsleitung die Einrichtung des Zentrums für Moderne Optik (ZEMO). Der damalige Präsident der FAU, Gotthard Jasper, äußerte den Vorbehalt, dass ein Zentrum mit drei Physikprofessoren möglicherweise nicht interdisziplinär genug sei. Jedoch überzeugte Leuchs' Abwandlung eines bekannten MIT-Slogans, nämlich "Die FAU-Ingenieure beschäftigen sich mit der Optik von heute, das neue Zentrum wird die Optik von morgen entwickeln", die Universitätsführung. So gründete die Hochschule das ZEMO im Frühjahr 2000 mit einer Anschubfinanzierung aus eigenen Mitteln.
Die MPG steigt mit ein: Gründung der Max-Planck-Forschungsgruppe für Optik, Information und Photonik an der FAU
Im Herbst desselben Jahres berichtete Herbert Walther, dass der Vizepräsident der MPG, Gerhard Wegner, der Bildung einer unabhängigen Max-Planck-Nachwuchs-Gruppe am Lehrstuhl für Optik zugestimmt und eine Finanzierung vorgeschlagen hatte. Leuchs hielt diese aber für unzureichend. Am 5. Dezember 2000 besuchte Wegner Erlangen und besichtigte die Laboratorien von Leuchs, Schwider und Häusler , in denen die Lehrstühle Experimente von der modernen klassischen Optik bis zur Quantenoptik durchführten. Er hörte sich auch Vorträge von drei anderen Optik-Forschungsgruppen in den Fachberei¬chen Physik und Ingenieurwesen an. Am nächsten Tag erstattete Wegner in der MPG-Zentrale in München Bericht. Daraufhin bat MPG-Präsident Hubert Markl Leuchs, in einem Dokument die Zukunftsaussichten der Optik in Erlangen zu skizzieren. Dieses legte Leuchs dem Präsidenten Anfang 2001 vor. Darin schlug er vor, dass sich die MPG für einen gewissen Zeitraum in Erlangen engagieren solle, möglicherweise mit dem Ziel, ein neues Max-Planck-Institut – das erste seiner Art in Franken – zu gründen.
Im Juni 2001 fand ein Symposium über Optik, Information und Photonik statt, um interessierte MPI-Direktoren über die geplanten Forschungsrichtungen in Erlangen zu informieren. Die Veranstaltung umfasste Gastvorträge von Ari Friberg, Peter de Groot, Stefan Hell, Atac Imamoglu und Andreas Tünnermann. Im Anschluss daran wurde Leuchs gebeten, seine Pläne zu konkretisieren, insbesondere durch Vorschläge für Direktoren der vorgestellten Forschungsbereiche. Am 18. September 2001 unterbreitete er in Stuttgart seine Pläne der Perspektivenkommission der Chemisch-Physikalisch-Technischen Sektion (CPTS) der MPG unter dem Vorsitz von Peter Fulde. Dabei begleiteten ihn Klaus Rith (Dekan der Fakultät für Mathematik und Physik) und Albrecht Winnacker (Dekan der Fakultät für Technik). Dieses Treffen wird Leuchs in lebendiger Erinnerung bleiben, da es nur eine Woche nach dem 11. September 2001 stattfand. Leuchs erläuterte dort den Vorschlag der Einrichtung von vier Abteilungen, die sich mit den folgenden Themen befassen sollten: (1) Optik jenseits der traditionellen Grenzen, (2) Photonik für Informationsverarbeitung und Kommunikation, (3) Mikrooptik/Nano¬strukturierte optische Materialien und (4) Nano-Bio-Photonik. Die CPTS empfahl schließlich im Februar 2002 die Einrichtung einer Max-Planck-Forschungsgruppe für Optik, Information und Photonik an der FAU, die aus drei Abteilungen bestehen und für einen Zeitraum von fünf Jahren finanziert werden sollte.
Neue Direktoren: Wie Lijun Wang und Philip Russell die MPRG ergänzten
Die nächste Aufgabe bestand darin, jeweils Direktoren für die Leitung der geplanten zweiten und dritten Abteilung zu finden. Die MPG stellte eine zusätzliche Bedingung: Die MPG stellte eine zusätzliche Bedingung: Die FAU sollte für den Fall, dass die Max-Planck-Forschungsgruppe (MPRG) nicht in ein MPI umgewandelt würde, für die zwei parallel geschaffenen Lehrstühle für die Direktoren Rückfallpositionen an der FAU bereitstellen. Das Physik-Department der FAU und die Universitätsleitung erklärten sich großzügigerweise bereit, dies zu garantieren.
Schließlich wurde beschlossen, dass die Universität mit der Unterstützung der MPG ein neues Institut gründen würde: Es sollte den Namen MPRG für Optik, Information und Photonik tragen und zwei zusätzliche neue Lehrstühle umfassen. MPG und Freistaat Bayern unterzeichneten das Dokument zur Bestätigung dieser Vereinbarung im März 2003. Die neuen Stellen wurden im Februar 2002 ausgeschrieben, und im April 2002 wurden die Kandidaten zu einem Vorstellungsgespräch eingeladen. Das erste Angebot ging an Lijun Wang vom NEC Research Institute in Princeton, der es im Laufe des Jahres 2002 annahm.
Im Jahr 2003 kürzte die Bundesregierung unter Bundeskanzler Gerhard Schröder unerwartet die zuvor vereinbarten Budgets von MPG und Deutscher Forschungsgemeinschaft (DFG). Dies war ein schwerer Schlag, der dazu führte, dass alle neuen Projekte auf Eis gelegt wurden. Glücklicherweise hatten die MPG und der Freistaat Bayern den MPRG-Vertrag bereits unterzeichnet, so dass die ersten MPG-Mittel im Juli 2003 flossen. Die erste Stelle wurde mit Sabine König besetzt, die eine entscheidende Rolle bei der Gründung der MPRG und später beim Aufbau der Verwaltung und der Infrastruktur spielte.
Erst im Spätsommer 2003 informierte MPG-Präsident Peter Gruss Gerd Leuchs, dass er die Suche nach einem dritten Direktor wieder aufnehmen könne. Zufälligerweise fand um diese Zeit (im Oktober 2003) die Frontiers in Optics Conference in Tucson, Arizona, statt. An einem der Abende lud Pierre Meystre einige Teilnehmer zu einer Party in sein Haus ein, darunter Herbert Walther und Philip Russell. Im Laufe des Abends erwähnte Russell, der zu dieser Zeit an der Universität Bath im Vereinigten Königreich tätig war, dass er sich nach neuen Möglichkeiten umsah. Am nächsten Tag rief Walther Leuchs an und schlug ihm vor, Russell als möglichen Kandidaten in Betracht zu ziehen, insbesondere da er signalisiert hatte, verfügbar zu sein. Es folgten Telefonate und Besuche, darunter auch eine Einladung zum Eröffnungssymposium der MPRG, bei dem Charles H. Townes und Emil Wolf als Hauptredner auftraten. Im Oktober 2004 stimmte die MPG zu, Russell zum dritten Direktor der MPRG zu ernennen. Wie es die FAU-Leitung Anfang 2002 versprochen hatte, ernannte sie ihn dazu als ordentlichen Professor auf Lebenszeit.
Harte Arbeit zahlt sich aus: Das Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts wird gegründet
In den folgenden Jahren wuchsen die drei Abteilungen der MPRG. Die Wissenschaftler*innen arbeiteten unermüdlich, um bestmögliche Forschungsergebnisse zu erzielen und um die Voraussetzungen zu schaffen, dass die MPRG zu einem vollwertigen Max-Planck-Institut umgewandelt würde. Zufälligerweise befasste sich eine der ersten Publikationen der MPRG (2003) mit Optimierung der Polarisationsverteilung in einem Lichtstrahl, um das Licht auf einen kleineren Punkt zu fokussieren. Damit knüpfte sie an die Pionierarbeit von Lommel im 19. Jahrhundert an. MPG-Präsident Peter Gruss ernannte Vladimir Braginsky, Pierre Chavel, Elisabeth Giacobino, Roy Glauber, Satoshi Kawata, Peter Knight, Wilson Sibbett, Anthony Siegman, Orazio Svelto, Charles Townes und Yuzhu Wang zu Mitgliedern eines internationalen Beratungsgremiums, das die MPRG im April 2006 und Dezember 2007 begutachtete. Parallel dazu führte die CPTS auf der Grundlage von Unterlagen der MPRG eine eigene unabhängige externe Bewertung durch. Im Juni 2008 richtete die MPG schließlich ein neues Max-Planck-Institut mit den beiden Gründungsdirektoren Russell und Leuchs ein. Nach einiger Diskussionen bei der Namenfindung nahm das Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts schließlich am 1. Januar 2009 den Betrieb auf.
1 Herbert Walther war der Doktorvater (1978) und der Habilitationsvater (1982) von Leuchs.
2 Zu diesem Zeitpunkt waren Karl-Heinz Brenner an die Universität Mannheim und Norbert Streibl zur Bosch AG, Stuttgart, gewechselt.
3 Lijun Wang beschloss 2007 zurück nach Peking zu ziehen, wo er heute sein eigenes Institut leitet.
Anhang: Professoren für Optik im Fachbereich Physik der FAU 1868 - 2008
1868 - 1886 Eugen von Lommel
1948 - 1976 Erich Mollwo
1973 - 1992 Adolf Lohmann
1982 - 1989 Gerd Weigelt
1987 - 2010 Gerd Häusler
1993 - 2003 Johannes Schwider
1994 - 2019 Gerd Leuchs MPL-Direktor 2009-2019
2003 - 2010 Lijun Wang
2004 - Joachim von Zanthier
2005 - 2014 Ulf Peschel
2005 - 2021 Philip Russell MPL-Direktor 2009-2021