ISBN 978-3-8439-0868-9

978-3-8439-0868-9, Reihe Ingenieurwissenschaften

Gunnar Spickermann
Terahertz-Bildgebung mit demodulierendem Detektorarray

155 Seiten, Dissertation Universität Siegen (2012), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Diese Dissertation beschäftigt sich mit Bildgebung im Terahertz-Frequenzbereich, der im Spektrum der elektromagnetischen Strahlung zwischen den Radiowellen und dem Licht angesiedelt ist.

Der verwendete elektrooptische Detektionsmechanismus ist besonders dazu geeignet, einen großen Frequenzbereich (rund 4 Oktaven) und gleichzeitig eine Vielzahl von Messpunkten in nur einer Messung abzudecken. Die Spektral- und Bildinformation wird dabei in einem Detektorkristall vom Terahertz-Strahl auf einen optischen, nahinfraroten Laserstrahl übertragen und dann in eine Intensitätsmodulation desselben übersetzt. Um die sehr gering ausfallende Modulationstiefe erfolgreich vom unerwünschten Hintergrund zu trennen, wird die PMD-Kamera (Photonic Mixing Device) als demodulierendes Detektorarray eingesetzt. Sie bestimmt dabei ortsaufgelöst die Amplitude der Intensitätsmodulation, von der sich auf die elektrische Feldstärke des THz-Pulses im Detektorkristall zu einem sub-ps Zeitpunkt schließen lässt. Durch einen Scan im Zeitbereich kann so der gesamte Terahertz-Puls an 3072 Orten parallel rekonstruiert werden, wodurch Bildgebung im sub-ps-Zeitbereich und im Terahertz-Frequenzbereich ermöglicht wird.

Nach diesem Prinzip sind zwei verschiedene Aufbauten realisiert und eingehend charakterisiert worden. Beispielmessungen belegen, dass nun Multipixel-Terahertz-Bildgebung auch ohne die Notwendigkeit von Verstärkerlasern möglich ist und machen die erreichte Optimierung deutlich.