Terahertz-Wellen machen Unsichtbares anschaulich

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Terahertz-Wellen, die bisher aus dem Labor kaum herausgefunden haben, könnten bald vielseitig genutzt werden. Forschern des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik IPM ist ein entscheidender Schritt gelungen. Sie haben die Sende- und Empfangsgeräte mobil gemacht, so dass man sie überall einsetzen kann.

Mikrowellen kennt jeder – aber was sind Terahertz-Wellen? 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 Terahertz-Wellen nicht transparent.

Was die Wellen nach Angaben der Fraunhofer-Forscher zum Universalwerkzeug macht: Sie verändern sich beim Durchqueren von Gasen, Feststoffen oder Flüssigkeiten. Jede Substanz hinterlässt dabei ihren spezifischen Fingerabdruck. Die Wellen zeigen, wo eine Substanz an eine andere grenzt – so dass sie das Innere von Gegenständen abbilden können.

Die Terahertz-Wellen können demnach dabei helfen, Sprengstoff oder Drogen aufzuspüren. Sie verraten, welche Substanzen durch Plastikrohre fließen. Mit ihnen lässt sich die Dicke von Lacken und anderen Beschichtungen kontrollieren. Die Wellen können nachgemachte Medikamente von den Originalen unterscheiden und Sprünge, Blasen oder unerwünschte Einschlüsse in Keramik oder Kunststoff ans Licht bringen. Mediziner hoffen sogar, mit ihnen Hautkrebs aufzuspüren – ohne eine Gewebeprobe entnehmen zu müssen.

Bisher hat die Technologie den Durchbruch nicht geschafft – da der Bau von Sendern und Empfängern aufwändig und kostspielig ist. Hier haben die Forscher des IPM einen wichtigen Schritt geschafft: Sie machen die Geräte mobil.

Um Terahertz-Wellen zu erzeugen, verwenden die Wissenschaftler einen Femtosekunden-Laser. Dieser sendet extrem kurze Infrarot-Lichtblitze aus. Das gepulste Licht wird auf einen Halbleiter gerichtet, wo es Elektronen anregt, die daraufhin Terahertz-Wellen abstrahlen.