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Terahertz-Technologie

Was ist Terahertz und was macht sie so besonders?

Terahertz, abgekürzt als THz, ist im Prinzip eine Frequenzeinheit gleich einer Billion Hertz (1012 Hz). In den letzten drei Jahrzehnten bezieht sich dieser Begriff häufig auf den Bereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen dem Mikrowellen- und dem Infrarotbereich.

spektrum

 Bis vor kurzem war es aufgrund des Mangels von effizienten Quellen und Detektoren als „THz-Lücke“ bekannt. Ende der 1980er Jahren konnten die ersten Terahertzwellen erst erfolgreich bewiesen werden. Terahertzwellen sind elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich zwischen 100 GHz und 10 THz, was eine Vakuumwellenlänge von 3 mm bis 30 µm entspricht. Sie vereinen die wesentlichen Vorteile der beiden benachbarten Frequenzbereichen. Anders als Infrarot können Terahertzwellen ein breites Spektrum von nicht-leitenden Materialien berührungslos und zerstörungsfrei durchdringen. Andererseits weisen sie eine bessere räumliche Auflösung als Mikrowellen auf. Darüber hinaus sind Terahertz-Photonen im Gegensatz zu den hochenergetischen Röntgenphotonen nicht ionisierend und daher nicht gesundheitsschädlich.

Wo kann man Terahertz anwenden?

Qualitätskontrolle

Dickenmessung

Sicherheit

Kommunikation

Pharma & Medizin

Terahertz in der modernen Qualitätssicherung

Die Schichtdickenanalyse von Mehrschichtsystemen spielt in der industriellen Qualitätssicherung eine zunehmend wichtige Rolle. Es genügt bei vielen Anwendungen nicht mehr, die Gesamtdicke einer mehrschichtigen Probe zu messen. 

Viele Industriehersteller u.a. aus dem Automotive-Bereich und Flugzeugbau interessieren sich für neue Technologien, die die Dicke der Einzelschichten eines Mehrschichtsystems genau messen können. Außerdem brachten neue Substratmaterialen wie Kohlefaserverbundwerkstoffe (CFK) oder Kunststoff, die immer häufiger eingesetzt werden um Gewicht und Kosten zu sparen, traditionelle Messverfahren an ihren Grenzen.

Im Gegensatz zu konventionellen Messverfahren können Terahertzwellen nicht-leitende Materialien berührungslos und zerstörungsfrei durchdringen und an jeder Grenzfläche zwischen zwei Schichten mit unterschiedlichen optischen Materialparametern reflektiert werden. Dadurch kann die Rückreflexion von der Substratoberfläche sowohl für metallische als auch für nicht-metallische Substrate gemessen werden. Mit diesen Eigenschaften bietet Terahertz Technologie einen alternativen Ansatz mit großem Potenzial.