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Our group explores new methods for controlling and confining electromagnetic waves through time as an active design dimension. We develop THz time-varying photonic systems based on subwavelength waveguides, where ultrafast excitations modify the optical properties of materials on subcycle timescales. This enables new wave phenomena such as time reflection, dynamic dispersion engineering, photonic time crystals, and the dynamic Casimir effect. The project is part of an ETH collaborative initiative, offering regular interaction with the groups of Prof. Dikopoltsev, Prof. Scalari, Prof. Johnson, and project partners, combining theoretical modeling, device design, and ultrafast THz experiments.

Tasks

  • Develop numerical simulation frameworks for time-varying electromagnetic systems, modeling ultrafast refractive-index modulation, wave propagation, and temporal scattering.
  • Design and optimize subwavelength THz waveguides that enable homogeneous optical switching and efficient time interfaces.
  • Study the emergence of time reflection, dynamic dispersion, and periodically modulated wave propagation in guided THz systems.
  • Work closely with experimental collaborators to validate theoretical predictions through ultrafast THz pump–probe measurements.

Requirements

  • Background in physics, photonics, electrical engineering, or a related field, with interest in both theory and experiment.
  • Experience with numerical simulations (e.g., Maxwell solvers, FDTD/FEM, coupled-mode theory, or PDE/ODE solvers).
  • Interest in electromagnetic wave propagation, photonics, or semiconductor physics.
  • Experience with scientific programming and data analysis (Python, MATLAB, or similar).
  • Motivation to combine computational modeling with experimental validation in a highly collaborative environment.

Benefits

  • A unique environment combining theory, computation, and state-of-the-art ultrafast experiments at ETH Zürich.
  • Close collaboration with internationally recognized experts in THz photonics, ultrafast optics, and electromagnetic theory.
  • The opportunity to pioneer the emerging field of time-varying photonics, with applications ranging from fundamental wave physics to future photonic technologies.
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Über uns
Die ETH Zürich ist eine technisch-naturwissenschaftliche Hochschule des Bundes mit Sitz in Zürich. Wir betreiben Lehre, Forschung und Wissenstransfer in Bereichen wie Ingenieurwissenschaften, Naturwissenschaften, Architektur, Mathematik, Informatik, Management sowie Sozial- und Geisteswissenschaften. Unsere Ausbildung umfasst Bachelor-, Master-, Doktorats- und Weiterbildungsangebote und ist eng mit internationaler Spitzenforschung verbunden. Als Teil des ETH-Bereichs entwickeln wir wissenschaftliche Grundlagen, Technologien und Lösungen für Gesellschaft, Wirtschaft und globale Herausforderungen.
Das Team

The project is jointly supervised within an ETH collaborative initiative, providing regular interaction with multiple research groups and project partners, and combines theoretical modeling, device design, and ultrafast THz experiments.

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