Mobile Terahertz-Geräte fit für den Einsatz

Terahertz-Wellen liegen im Spektrum der elektromagnetischen Strahlung zwischen Infrarot und Mikrowellen. Sie durchdringen Holz, Keramik, Papier, Plastik oder Stoff und sind für Menschen ungefährlich. Metalle sind dagegen für THz-Wellen nicht transparent. Was sie zum Universalwerkzeug macht: Sie verändern sich beim Durchqueren von Gasen, Feststoffen oder Flüssigkeiten. Jede Substanz hinterlässt dabei ihren spezifischen Fingerabdruck, ob Sprengstoff oder Wasser, Heroin oder Blut. Die Wellen zeigen genau, wo eine Substanz an eine andere grenzt, sodass sie das Innere von Gegenständen abbilden können.

Um THz-Wellen zu erzeugen, verwenden die Wissenschaftler des Fraunhofer IPM einen Femtosekundenlaser. Dieser sendet extrem kurze Infrarot-Lichtblitze aus. In einer Femtosekunde kommt ein Lichtstrahl gerade eine Haaresbreite voran.

Das gepulste Licht wird auf einen Halbleiter gerichtet, wo es Elektronen anregt. Diese strahlen daraufhin Terahertz-Wellen ab. Bei herkömmlichen Apparaturen läuft das Laserlicht frei durch den Raum, was die Messungen unflexibel und erschütterungsempfindlich macht. Die Fraunhofer-Wissenschaftler führen es dagegen durch eine Glasfaser.

Doch in einer Glasfaser verlieren die Lichtpulse an Schärfe, weil die langwelligen Bestandteile die kurzwelligen überholen. Mit speziellen Leitungen und verschiedenen Modifikationen ist es den Wissenschaftlern jedoch gelungen, diesen Effekt zu kompensieren. „Unser faserbasiertes System ist so robust, wir können es einfach an eine übliche 240-Volt-Steckdose anschließen“, sagt IPM-Forscher Joachim Jonuscheit. Weiteres Plus: Bisher brauchte die Apparatur eine erschütterungsfeste Unterlage, damit Vibrationen die Messungen nicht verfälschen. Dank der Strahlführung in einer Glasfaser fällt dies jetzt weg.

Zu sehen ist das Gerät beim Internationalen Terahertz Workshop am 4. und 5. März in Kaiserslautern. (dsc)