Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung, Kommunikation und Sicherheitstechnik

Die Terahertz (THz)-Technologie hat ein großes Potential auf den Gebieten zerstörungsfreie Werkstoffprüfung, Kommunikation und Sicherheitstechnologie. Eine besonders leistungsstarke Technik ist die THz-Zeitbereich-Spektroskopie, bei der kurze THz-Pulse kohärent in Amplitude und Phase detektiert werden. Die Schlüsselkomponenten sind effiziente THz-Quellen und rausch-arme Detektoren. Wir entwickeln diese Komponenten, insbesondere stellen wir großflächige photoleitende Quellen her. Diese sind sehr einfach in der Handhabung und effizient in der THz-Erzeugung bei Anregung durch kurze nah-infrarote Strahlungspulse.

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Terahertz-Technologie

Terahertz-Strahlung liegt auf dem elektromagnetischen Spektrum zwischen den langwelligen Radio- und Mikrowellen und dem unsichtbaren Infrarotbereich.

Die Technologie für den Terahertz-Bereich verwendet sowohl Konzepte aus der Hochfrequenz-Elektronik, als auch aus der Optik. In den letzten 20 Jahren gab es eine deutliche Weiterentwicklung bei THz-Bauelementen wie Strahlungsquellen, Detektoren und Modulatoren.

Am HZDR wurden großflächige photoleitende Strahlungsquellen entwickelt, die über eine Reihe von Vorteilen verfügen wie z.B.:

  • Hohe Effizienz in der Konversion von Nah-infrarot-Leistung zu THz-Leistung
  • einfache Handhabung
  • Möglichkeit, neben der gängigen linearen Polarisation auch Strahlung mit radialer und azimutaler Polarisation zu erzeugen. Radial polarisierte Strahlung eignet sich beispielsweise besonders gut für den Transport mittels Draht-Wellenleitern.
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Aufbau einer kompletten THz-Strahlungsquelle und Verteilungen des elektrischen Feldes für linear, radial und azimuthal polarisierte Felder. Die Punkte im Strahlprofil sind experimentelle Daten, die Linen stammen von einem theoretischen Modell.

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Anwendungsgebiete

THz-Strahlung ist vielfach interessant, weil sie optisch undurchsichtige Materialien wie Papier oder Kunststoffe durchdringt, aber anders als Röntgenstrahlung nicht ionisierend wirkt und damit keine gesundheitlichen Gefahren birgt. Mittels THz-Spektroskopie lassen sich verschiedene Materialien wie Halbleiter oder organische Substanzen charakterisieren und identifizieren. Breiteren Einsatz findet THz-Technologie bereits in der Sicherheitstechnologie, beispielsweise in Form von Körper-Scannern an Flughäfen. Ein sehr vielversprechendes Einsatzgebiet ist die zerstörungsfreie Materialprüfung, beispielsweise bei der Kontrolle von Verbund-Werkstoffen. Weiterhin entwickeln sich leistungsstarke Kommunikationssysteme zu höheren Trägerfrequenzen und gelangen damit in den Terahertz-Bereich.

Erfahren Sie mehr über die Terahretz-Technologie


Was wir anbieten

Wir verfügen über fundierte Expertise zu THz-Strahlungsquellen und Detektoren sowie zu spektroskopischen Methoden, die wir als Beratungsleistung zur Verfügung stellen.

 

Wir bieten zudem verschiedene Strahlungsquellen für den Einsatz mit Kurzpuls-Laserquellen an, die sich in der Elektrodengeometrie und Fläche unterscheiden und somit optimal an die jeweilige Anwendung angepasst werden können. Die großflächigen Quellen erlauben eine effiziente Nutzung der Leistung von modernen Systemen, was mit Standard-Antennen aufgrund von Sättigungseffekten nicht möglich ist.

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THz-Emitter in Box

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Anwendungsbeispiel TeraSED

Terahertz-Strahlungsquelle für den Labortisch


Im elektromagnetischen Spektrum liegt die Terahertz-Strahlung zwischen dem infraroten Bereich und den Mikrowellen. Sie bietet der Materialforschung, der Medizin und anderen Bereichen neue Anwendungen, die seit kurzem verstärkt erforscht werden. Mit dem TeraSED haben Forscher am HZDR eine innovative, kompakte Terahertz-Quelle entwickelt.

Referenz von unserem Kunden Laser Quantum

Laser Quantum - a Novanta Company
Laser Quantum entwickelt hochwertige Festkörper- und Ultrakurzpuls-Laserquellen.
Dr. Gregor Klatt, Business Development Manager der Photonik-Geschäftsbereiche von Novanta
Schon seit mehr als einem Jahrzehnt vertrauen wir auf die großflächigen THz-Quellen des HZDR, die dort unter der Regie von Dr. Stephan Winnerl in höchster Qualität gefertigt werden.

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Kontakt für Anfragen

Dr. Stephan Winnerl

Tel.: +49 351 260 3522

s.winnerl@hzdr.de