Das Anwendungspotenzial der zeitaufgelosten Terahertzspektroskopie von der Materialcharakterisierung bis zur Defektlokalisierung

摘要

Die zeitaufgeloste Terahertzspektroskopie bietet als neues elektrooptisches Verfahren ortsaufgeloste spektrale Informationen bei einer Wellenlange von 100μm bis 1000μm. Dabei ermoglicht das Verfahren eine direkte Messung der elektromagnetischen Welle und bietet dadurch den Zugang zu der kompletten Phaseninformation. Der Spektralbereich eignet sich hervorragend fur die Charakterisierung von Kunstoffen, Keramiken und Kompositen (GFK). Das durch Abtastung erreichbare laterale Auflosungsvermogen liegt beugungsbegrenzt bei etwa 300μm, so dass grossere Einzeldefekte erfasst werden konnen. Die spektralen Informationen ermoglichen u.a. Aussagen uber die Porositat von Keramiken und die Orientierung von Grenzflachen. Der Zeitinformation der Terahertz-Welle lasst sich eine sehr gute Tiefenauflosung zuordnen, die bei der schichtselektiven THz-Topographie von Mehrschichtsystemen Anwendung findet. Das bekannte Verfahren der Computertomographie lasst sich mit Einschrankungen auch auf den THz-Bereich anwenden. Die Einschrankungen betreffen hierbei die optischen Eigenschaften der THz-Welle wie Brechung und Beugung an Grenzflachen. Diese Eigenschaften mussen im Nachhinein bei der Rekonstruktion berucksichtigt werden. Die moglichen THz-Anwendungen reichen von der Detektion von Explosivstoffen, Heterogenitat von Schaumen, Defektlokalisierung in Faserkompositen bis hin zur Bestimmung der Vorzugsrichtung von gespritzten Kunststoffen. Ausgewahlte Messungen an Kunststoffen, Baustoffen, Keramiken und Glasfaserkompositen demonstrieren das weite Anwendungsspektrum dieser neuen Methode. Insbesondere die iterativ rekonstruierte THz-CT zeigt ein hohes Auflosungsvermogen und lasst sich durch spektrale Information erganzen.