S použitím metod kvantové mechaniky, termodynamiky, elektrodynamiky a nelineární optiky popisujeme materiály a zařízení, v nichž hraje klíčovou roli efekt kvantového záchytu. Naše skupina vyvíjí algoritmy k řešení Boltzmannovy rovnice a pohybových rovnic založených na nerovnovážných Greenových funkcích. S nimi modelujeme kvantové kaskádové lasery a transport elektronů v polovodičových supermřížkách, což jsou umělé heterostuktury, v nichž se střídají vrstvy nanometrové tloušťky ze dvou nebo více polovodičových krystalických materiálů. V těchto polovodičových strukturách je vytvořeno prostředí, v němž se při působení vnějšího pole odehrává velmi různorodá elektronová dynamika, která zahrnuje Starkovy schodiště, Braggovy odrazy nebo Blochovy oscilace, které v přirozených krystalech nelze snadno pozorovat. Tyto vlastnosti svázané s nelineární dynamikou elektronů mají svůj původ ve specifické disperzi energií v podpásu generovaném superstrukturou a ve vnějším elektromagnetickém poli. V současné době se zaměřujeme na nelineární optiku v oblasti gigahertzů, terahertzů a v infračervené oblasti, přičemž studujeme neporuchové efekty generující v polovodičových supermřížkách vyšší harmonické frekvence. V oblasti aplikované fyziky se účastníme vývoje detektorů založených na kaskádových laserech pro použití při kontrole kvality vod.
Vznik vyšších harmonických v polovodičové supermřížce. Struktura s dokonale hladkými rozhraními generuje pouze liché násobky vstupní frekvence, realistická nedokonalá rozhraní generují i sudé násobky.
