Galal, HossamHossamGalal2026-05-042026-05-042026-03-18https://dspace.ub.uni-siegen.de/handle/ubsi/9138Light emission and detection are basic processes at the core of applications in optics and photonics, such as lighting, sensing and telecom. Despite extensive work on the design of light-matter interfaces, the exchange of electromagnetic radiation with matter is still a challenge. Here, we show how subwavelength interlayers can lead to light outcoupling efficiencies approaching 100% in combination with strong directional emission, specifically from materials with a large refractive index. We also highlight potentials for enhanced light detection and control, via structural reciprocity. Our findings are particularly relevant for semiconductor-based nanophotonic devices, which typically suffer from a large mismatch with respect to free-space and guided modes.Lichtemission und -detektion sind grundlegende Prozesse, die im Zentrum von Anwendungen in der Optik und Photonik stehen, wie beispielsweise Beleuchtung, Sensorik und Telekommunikation. Trotz umfangreicher Arbeiten zum Design von Licht-Materie-Schnittstellen stellt der Austausch elektromagnetischer Strahlung mit Materie nach wie vor eine Herausforderung dar. Hier zeigen wir, wie Subwellenlängen-Zwischenschichten zu einer Lichtauskopplungseffizienz von nahezu 100 % in Kombination mit einer starken gerichteten Emission führen können, insbesondere bei Materialien mit einem hohen Brechungsindex. Wir heben auch das Potenzial für eine verbesserte Lichtdetektion und -steuerung, durch strukturelle Reziprozität hervor. Unsere Ergebnisse sind besonders relevant für halbleiterbasierte nanophotonische Bauelemente, die typischerweise unter einer großen Diskrepanz zwischen Freiraum- und geführten Moden leiden.enAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/530 PhysikLight sourceDetectorQuantumAntennaWaveguideLichtquelleDetektorQuantumAntenneWellenleiterDoctoral ThesisMario Agiourn:nbn:de:hbz:467-91380