09.11.2012
Der Terahertz-Frequenzbereich zwischen den Frequenzen des Infrarotlichtes und der Mikrowellen wurde lange Zeit nur im Rahmen von Laborexperimenten in der Forschung genutzt. Seit kurzem sind auch erste kommerzielle Produkte verfügbar, die in diesem Frequenzbereich – z.B. für Sicherheitsanwendungen – arbeiten. Mit Hilfe von THz-Spektrometern lassen sich gefährliche oder verbotene Substanzen wie Sprengstoffe und Drogen identifizieren. Sicherheitsscanner zur Personenkontrolle werden mittlerweile routinemäßig auf Flughäfen eingesetzt. Die in diesen Messsystemen verwendeten physikalischen Größen lassen sich nur schwer messtechnisch erfassen. Die Rückführung der Messgrößen auf die Einheiten des SI-Systems ist dabei derzeit nicht gegeben, sodass Aussagen zur Messunsicherheit von THz-Spektrometern nicht getroffen werden können. Zudem liefern unterschiedliche Spektrometertypen unterschiedliche Ergebnisse, die von der Beschaffenheit der untersuchten Proben abhängen. Für die Messung der Exposition von Personen, die in Sicherheitsscannern kontrolliert werden, existieren derzeit keine einheitlichen Messverfahren, so dass die Einhaltung der Grenzwerte nicht objektiv überprüft werden kann.
Im Rahmen des Projektes werden neue Rückführungsmöglichkeiten für Messgrößen im THz-Frequenzbereich geschaffen. Dazu werden geeignete Quellen und Detektoren charakterisiert und es wird ein kompaktes Radiometer entworfen, das die Messung der abgestrahlten THz-Leistung einer Quelle bei Raumtemperatur ermöglicht. Dieses Radiometer wird als kommerzielles Produkt erhältlich sein und die einfache Weitergabe der Einheit der abgestrahlten Leistung im THz-Bereich an eine Vielzahl von Laboren ermöglichen. Weiterhin werden in dem Projekt die physikalischen Größen in verschiedenen Varianten von THz-Spektrometern (z.B. FTIR-Spektrometer, Bild 1) auf die SI-Einheiten rückgeführt und Untersuchungen zur Messunsicherheit durchgeführt. Für die Charakterisierung der Abstrahlung von Personenscannern werden geeignete Messverfahren entwickelt. Mit Hilfe von numerischen Simulationen und Messungen an einem neu zu entwickelnden Hautphantom wird der Wärmeeintrag in die menschliche Haut bei einer typischen Exposition der Person mit THz-Strahlung untersucht.
Bild 1: Fourier-Transform Infrared (FTIR) Spektrometer mit Bolometer-Detektor zur Messung des Transmissionsspektrums einer Probe im THz-Frequenzbereich.
Ansprechpartner: T. Kleine-Ostmann
Fachbereich 2.2: Hochfrequenz und Felder