-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Terahertzstrahlungsquelle, ein
Bildgebungs- und/oder Spektroskopie-System, ein Verfahren zur Erzeugung von
Terahertzstrahlung, ein Verfahren zur Detektion und/oder Untersuchung
von Lebewesen, Gegenständen
und Materialien mit einem derartigen System sowie die Verwendung
einer derartigen Quelle und eines derartigen Systems.
-
Stand der Technik
-
Das
elektromagnetische Spektrum kann im Bereich des Terahertz-Frequenzbandes
Informationen über
die komplexe chemische Zusammensetzung von Stoffen, sowie über die
dielektrischen Eigenschaften von Gegenständen geben. In diesem Zusammenhang
ist vor allem die Erkennung von Explosivstoffen ohne direkten Kontakt
von Interesse. Hierbei wird die entsprechende Probe von einer Terahertzstrahlungsquelle
angestrahlt und die reflektierte, transmittierte beziehungsweise
gestreute Strahlung analysiert.
-
Ein
System zur spektralen Identifikation von Explosivstoffen kann auf
einer Terahertzstrahlungsquelle, welche eine innerhalb eines breiten
Frequenzbereichs einstellbare Terahertzstrahlung erzeugt, und einem
breitbandigen Terahertzstrahlungsdetektor basieren. Die spektrale
Auflösung
wird bei einem solchen System durch das Durchstimmen der Terahertzfrequenz
und gleichzeitiges Aufzeichnen der entsprechenden empfangenen Intensität erreicht. Im
Gegensatz zur Zeitdomänenspektroskopie,
in der besonders breitbandige Terahertzstrahlungsquellen erforderlich
sind, wird für
ein derartiges System eine schmalbandige und durchstimmbare Terahertzstrahlungsquelle
benötigt.
-
Es
ist bekannt, dass für
eine derartige schmalbandige, abstimmbare Terahertzstrahlungsquelle
nichtlineare optische Effekte, beispielsweise Differenzfrequenz-Generierung,
genutzt werden können.
-
Um
Differenzfrequenz-Generierung ausnutzen zu können, werden jedoch mindestens
zwei optische Impulse unterschiedlicher Frequenz benötigt.
-
Herkömmlicherweise
werden derartige optische Impulse unterschiedlicher Frequenz durch
einen optischen parametrischen Oszillator erzeugt und durch Differenzfrequenz-Generierung
in einem nichtlinearen Kristall in Terahertzstrahlung umgewandelt, wobei
die Terahertzfrequenz der Differenzfrequenz der Impulse entspricht.
Problematisch ist hierbei jedoch, dass optische parametrische Oszillatoren äußerst anfällig gegen
Temperaturschwankungen und Stöße sind.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vorteile der Erfindung
-
Die
erfindungsgemäße Terahertzstrahlungsquelle,
umfassend
- – einen
gepulsten Femtosekunden-Faserlaser,
- – einen
Pulsformer,
- – einen
optischen Verstärker,
insbesondere Faserverstärker,
und
- – einen
nichtlinearen Kristall,
deren Laser, Pulsformer, optischer
Verstärker
und nichtlinearer Kristall derart ausgebildet und/oder angeordnet
sind, dass ein vom Laser erzeugter Laserpuls erst den Pulsformer,
dann den optischen Verstärker
und dann den nichtlinearen Kristall durchläuft, hat zum einen den Vorteil,
dass alle Komponenten eine geringere Störungsanfälligkeit, insbesondere gegenüber Temperaturschwankungen
und Stößen aufweisen.
Darüber
hinaus können
alle Komponenten im Telekom-Band bei 1550 nm betriebene Komponenten
sein, welche langfristig betrachtet zu niedrigen Produktionsstückkosten
hergestellt werden können,
was eine Anwendung in Massenprodukten ermöglicht.
-
Zeichnungen
-
Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes
werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden
Beschreibung erläutert.
Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter
haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner
Form einzuschränken.
Es zeigen:
-
1 ein
schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Terahertzstrahlungsquelle; und
-
2 einen
Graphen zur Veranschaulichung der Frequenzdomaine eines Laserpulses
vor und nach dem Durchlaufen eines Pulsformers mit Gauß-förmigen Filtereigenschaften.
-
1 zeigt,
dass eine erfindungsgemäße Terahertzstrahlungsquelle
einen gepulsten Femtosekunden-Faserlaser 1, einen Pulsformer 2,
einen optischen Verstärker 3 und
einen nichtlinearen Kristall 4 umfasst. Erfindungsgemäß sind diese,
wie in 1 gezeigt derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass
ein vom Laser 1 erzeugter Laserpuls I, II, III, IV erst
den Pulsformer 2, dann den optischen Verstärker 3 und
dann den nichtlinearen Kristall 4 durchläuft.
-
Unter
einem Faserlaser wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Festkörperlaser
verstanden, dessen laseraktives Medium eine, beispielsweise Erbium-,
Ytterbium- und/oder Neodym-dotierter, Glasfaser bildet. Ein derartiger
Laser erzeugt vorteilhafterweise Licht mit einer hohen Strahlqualität und weist
einen robusten Aufbau, eine hohe Effizienz des Konversionsprozesses
und eine gute Kühlung
durch die große
Oberfläche
der Faser auf.
-
Unter
einem Femtosekunden-Faserlaser wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung
ein Faserlaser verstanden, der Laserpulse erzeugt, deren Dauer im
Femtosekunden-Bereich liegt. Dabei wird unter dem Femtosekundenbereich
ein Bereich von ≥ 50
fs bis ≤ 500
fs verstanden.
-
Unter
einem Pulsformer wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine
Vorrichtung verstanden, welche einen Laserpuls I in einen Laserimpuls
II umformt, dessen Spektrum mindestens zwei Maxima bei unterschiedlichen
Frequenzen aufweist, und/oder welche einen Laserpuls I in mindestens
zwei Laserpulse II unterschiedlicher Frequenz umformt. Beispielsweise
wird unter einem Pulsformer eine Vorrichtung verstanden, welche
einen Laserpuls I in einen Laserimpuls II umformt, dessen Spektrum
zwei Maxima bei unterschiedlichen Frequenzen aufweist, oder welche
einen Laserpuls I in zwei Laserpulse II unterschiedlicher Frequenz
umformt. Derartige Vorrichtungen werden unter anderem auch als „Pulse-Shaper” bezeichnet.
Der Pulsformer kann, muss aber nicht, optische Bauelemente beziehungsweise Baugruppen
zur Impulsaufweitung, zur Impulskompression oder zur Kompensation
von Chirp enthalten. Unter dem Begriff „Chirp” wird im Rahmen der vorliegenden
Erfindung eine zeitliche Verzerrung der Impulse aufgrund der Dispersioneigenschaften
der optischen Bauelemente (Fasern, Prismen, etc.) verstanden.
-
Unter
einem optischen Verstärker
wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung verstanden,
welche ein eingehendes optisches Signal einer Wellenlänge oder
eines Wellenlängenbereichs
verstärkt
und als optisches Signal der gleichen Wellenlänge beziehungsweise des gleichen
Wellenlängenbereiches
weitergibt. Der optische Verstärker kann,
muss aber nicht, optische Bauelemente beziehungsweise Baugruppen
zur Impulsaufweitung, zur Impulskompression oder zur Kompensation
von Chirp enthalten.
-
Durch
eine erfindungsgemäße Terahertzstrahlungsquelle
kann vorteilhafterweise schmalbandige, innerhalb eines breiten Frequenzbereichs
einstellbare Terahertzstrahlung erzeugt werden. Dabei wird im Rahmen
der vorliegenden Erfindung unter Terahertzstrahlung elektromagnetische
Strahlung in einem Bereich von ≥ 15 μm bis ≤ 1000 μm verstanden.
Als schmalbandig kann eine Terahertzstrahlung mit einer Breite von ≥ 1 Gigahertz
bis ≤ 1 Terahertz, insbesondere
von ≥ 20
Gigahertz bis ≤ 200
Gigahertz, verstanden werden. Ein Frequenzbereich von ≥ 0,3 Terahertz
bis ≤ 20
Terahertz, beispielsweise von ≥ 0,3
Terahertz oder von ≥ 0,5
Terahertz oder von ≥ 1
Terahertz bis ≤ 3
Terahertz oder bis ≤ 5
Terahertz oder bis ≤ 10
Terahertz, kann als breit verstanden werden.
-
Im
Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der optische Verstärker 3 ein, beispielsweise
Erbium-dotierter, Faserverstärker. Dabei
wird unter einem Faserverstärker
im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein optisch gepumpter Leistungsverstärker für in Glasfaser-Lichtwellenleitern
(Lichtleiter) geführte
Lichtsignale verstanden.
-
Im
Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erzeugt
der Faserlaser 1 Laserpulse mit einer Dauer von ≥ 50 fs bis ≤ 500 fs, beispielsweise
von 100 fs.
-
Im
Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt
die Zentralwellenlänge
des Faserlasers 1 in einem Bereich von ≥ 1500 nm bis ≤ 1600 nm, beispielsweise von ≥ 1530 nm bis ≤ 1570. Beispielsweise
kann die Zentralwellenlänge des
Lasers 1550 nm betragen. Ferner kann es sich bei dem Faserlaser 1 um
einen Doppelmantelfaserlaser handeln.
-
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Pulsformer 2 den
Laserpuls I sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch in mindestens
zwei Laserpulse II unterschiedlicher Frequenz aufteilen. Insofern
der von dem Faserlaser 1 erzeugte Laserpuls I symmetrisch
ist, kann beispielsweise ein symmetrisch teilender Pulsformer 2 eingesetzt
werden. Insofern der von dem Faserlaser 1 erzeugten Laserpuls
I asymmetrisch ist, kann vorteilhafterweise ein asymmetrisch teilender
Pulsformer 2 derart eingesetzt werden, dass dieser durch
seine Asymmetrie die Asymmetrie des von dem Faserlaser 1 erzeugten
Laserpuls I aufhebt.
-
Im
Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
der Pulsformer 2 ein Gitter-basierter Pulsformer, ein Prismen-basierter Pulsformer
oder ein Mach-Zehnder-Interferometer mit integrierten Fabry-Pérot-Filtern.
-
Vorzugsweise
umfasst das Mach-Zehnder-Interferometer dabei einen ersten Strahlenteiler (auch „Beamsplitter” genannt),
beispielsweise einen ersten Y-Faserkoppler, zum Teilen des Laserpulses
I in einen ersten und einen zweiten Laserpuls, einen ersten Fabry-Pérot-Filter
zum Herausfiltern einer Frequenz aus dem ersten Laserpuls und einen
zweiten Fabry-Pérot-Filter
zum Herausfiltern einer anderen Frequenz aus dem zweiten Laserpuls,
und einen zweiten Strahlenteiler („Beamsplitter”), beispielsweise
einen zweiten Y-Faserkoppler, zum Überlagern des ersten und zweiten
Laserpulses.
-
Unter
einem Strahlenteiler wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine
Vorrichtung verstanden, die einen einfallenden Lichtstrahl in zwei
Lichtstrahlen aufteilt beziehungsweise zwei einfallende Lichtstrahlen überlagert.
Unter einem Y-Faserkoppler wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung
ein Bauelement verstanden, das ein in einer Glasfaser befindliches
Lichtsignal auf zwei Glasfasern aufteilt beziehungsweise die Signale
aus zwei Glasfasern in einer einzigen Glasfaser überlagert.
-
In
einem derartigen Mach-Zehnder-Interferometer wird der ursprüngliche
Laserpuls I durch den ersten Strahlenteiler in zwei Interferometerzweige des
Mach-Zehnder-Interferometers aufgeteilt. In diesen beiden Zweigen
befindet sich je ein Fabry-Pérot-Filter,
der jeweils eine Frequenz aus dem Laserspektrum herausfiltert. Die
beiden, beispielsweise Lorentz-förmigen,
Linien werden anschließend
im zweiten Strahlenteiler wieder überlagert und an den optischen
Verstärker 3 übermittelt.
-
Bei
den Fabry-Pérot-Filtern
kann es sich dabei um herkömmliche
Fabry-Pérot-Filter,
beispielsweise auf der Basis fester dielektrischer Strukturen, handeln.
In diesem Fall kann die Frequenzdifferenz zwischen den beiden geteilten
Laserpulsen beispielsweise durch Verkippen der Fabry-Pérot-Filter eingestellt
werden.
-
Im
Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt
es sich bei den Fabry-Pérot-Filtern
um mikroelektromechanische Fabry-Pérot-Filter beziehungsweise
MEMS-Resonatoren
(MEMS: microelectro mechanical System). In diesem Fall kann die
Frequenzdifferenz zwischen den beiden geteilten Laserpulsen beispielsweise
durch eine, insbesondere elektrisch gesteuerte, Änderung des Abstands zwischen
den Spiegelelementen des Fabry-Pérot-Filters eingestellt werden.
-
Der
mikroelektromechanische Fabry-Pérot-Filter kann dabei in
einem Glasfaserelement integriert sein. Beispielsweise umfasst das
Mach-Zehnder-Interferometer im Rahmen einer Ausführungsform einen ersten Y-Faserkoppler
zum Teilen des Laserpulses I in einen ersten und einen zweiten Laserpuls,
einen ersten mikroelektromechanischen, in ein Glasfaserelement integrierten
Fabry-Pérot-Filter zum Herausfiltern
einer Frequenz aus dem ersten Laserpuls und einen zweiten mikroelektromechanischen, in
ein Glasfaserelement integrierten Fabry-Pérot-Filter zum Herausfiltern
einer anderen Frequenz aus dem zweiten Laserpuls, und einen zweiten
Y-Faserkoppler zum Überlagern
des ersten und zweiten Laserpulses.
-
Als
nichtlinearer Kristall kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung
beispielsweise ein DAST-Kristall
(DAST: 4'-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium
tosylate), ein ZnTe-Kristall, ein CdTe-Kristall oder ein GaAs-Kristall verwendet
werden.
-
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zum Erzeugen von Terahertzstrahlung mit einer erfindungsgemäßen Terahertzstrahlungsquelle,
welches die Verfahrensschritte:
- 1. Erzeugen
eines Laserpulses I, insbesondere mit einer breiten Frequenzverteilung,
durch den Laser 1,
- 2. Umformen des Laserpulses I
– in einen Laserimpuls II,
dessen Spektrum mindestens zwei Maxima bei unterschiedlichen Frequenzen
aufweist, und/oder
– in
mindestens zwei Laserpulse II unterschiedlicher Frequenz, durch
den Pulsformer 2;
- 3. Verstärken
– des Laserpulses
II, dessen Spektrum mindestens zwei Maxima bei unterschiedlichen
Frequenzen aufweist, zu einem verstärkten Laserpuls III, und/oder
– der Laserpulse
II unterschiedlicher Frequenz zu verstärkten Laserpulsen III, durch
den optischen Verstärker 3,
und
- 4. Erzeugen von Terahertzstrahlung IV
– durch Differenzfrequenz-Generierung
der Differenzfrequenz fTHz zwischen den
Maxima bei unterschiedlichen Frequenzen des verstärkten Laserimpulses
III und/oder
– durch
Differenzfrequenz-Generierung der Differenzfrequenz fTHz zwischen
den unterschiedlichen Frequenzen der verstärkten Laserimpulse III, durch
den nichtlinearen Kristall 4,
umfasst.
-
Unter
einem Laserpuls I mit einer „breiten Frequenzverteilung” kann beispielsweise
ein Laserpuls mit einer Frequenzverteilung einer Breite von ≥ 5 THz bis ≤ 10 THz verstanden
werden.
-
Der
Laserpuls I kann beispielsweise mit einem Gitter- oder Prismen-basierten
Pulsformer 2 in einen Laserimpuls II umgeformt werden,
dessen Spektrum mindestens zwei Maxima bei unterschiedlichen Frequenzen
aufweist. Durch ein Mach-Zehnder-Interferometer mit integrierten
Fabry-Pérot-Filtern als
Pulsformer 2 kann der Laserpuls I in mindestens zwei Laserpulse
II unterschiedlicher Frequenz umgeformt werden.
-
Die
Frequenz der Terahertzstrahlung IV kann durch Durchstimmen des Pulsformers 2,
insbesondere durch Durchstimmen der Differenzfrequenz fTHz, eingestellt
werden.
-
Vorzugsweise
weisen sowohl die umgeformten Laserpulse II als auch die verstärkten Laserpulse III,
wie in 2 gezeigt, eine symmetrische Pulsform auf. Durch
etwaige Nichtlinearitäten
des optischen Verstärkers 3 auftretende
Verzerrungen der Pulsform können
durch eine entsprechende Anpassung der in den optischen Verstärker 3 eingespeisten
Pulsform II durch den Pulsformer 2 ausgeglichen werden.
Beispielsweise kann die spektrale Verteilung III, insbesondere Pulsform,
hinter dem optischen Verstärker 3 gemessen,
die zum Erzielen einer symmetrischen Pulsform III erforderliche
Pulsform II durch ein, nicht dargestelltes Logikmittel, beispielsweise
einen Mikroprozessor, berechnet und der Pulsformer 2 durch eine
Ausgabe des Logikmittels derart eingestellt werden, dass dieser
die zum Erzielen einer symmetrischen Pulsform III erforderliche,
insbesondere asymmetrische, Pulsform II generiert.
-
Dieses
erfindungsgemäße Verfahren
ist daher vorteilhafterweise zum Erzeugen einer schmalbandigen,
innerhalb eines breiten Frequenzbereichs einstellbaren Terahertzstrahlung
geeignet.
-
1 zeigt,
dass im Rahmen dieses erfindungsgemäßen Verfahrens von dem Femtosekunden-Faserlaser 1 Laserpulse
I, beispielsweise mit einer Dauer im Bereich von 100 fs erzeugt
werden. Diese Laserpulse I werden in einen Pulsformer 2 eingespeist.
Der Pulsformer 2 formt jeweils einen Laserpuls I in einen
Laserimpuls II, dessen Spektrum mindestens zwei Maxima bei unterschiedlichen
Frequenzen aufweist, und/oder in mindestens zwei Laserpulse II unterschiedlicher
Frequenz um.
-
Ein
derartiges Umformen eines Laserpulses I wird in 2 veranschaulicht. 2 zeigt
dabei die Umformung eines Laserpulses I mit einem Gauß-basierten
Pulsformer in der Frequenzdomaine.
-
2 veranschaulicht,
dass aus dem von dem Faserlaser erzeugte Laserpuls I zwei Spektrallinien
mit der Breite γ durch
den Pulsformer 2 selektiert werden, deren Zentralfrequenzen
sich durch die Frequenz fTHz voneinander
unterscheidet. 2 zeigt ferner, dass die beiden
Spektrallinien im Rahmen der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform
um die zentrale, ursprüngliche
Laserwellenlänge
I symmetrisch angeordnet sind. Im Rahmen anderer erfindungsgemäßer Ausführungsformen
kann es sich jedoch auch um eine asymmetrische Verteilung, insbesondere
asymmetrische Anordnung, handeln. Die Differenzfrequenz fTHz, welche der Frequenz der anschließend erzeugten
Terahertzstrahlung IV entspricht, kann mittels Durchstimmen des
Pulsformers 2 erreicht werden. Nach dem Durchlaufen des
Pulsformers 2 werden die durch den Pulsformer 2 gestalteten
Pulsformen II im optischen Verstärker 3,
insbesondere Faserverstärker,
soweit verstärkt,
dass das elektrische Feld im nichtlinearen Material des nichtlinearen
Kristalls 4 ausreicht, um einen nichtlinearen Effekt durch
den nichtlinearen Kristall 4 in Gang zu setzen. Die verstärkten Laserpulse
III treffen schließlich
auf den nichtlinearen Kristall 4, durch welchen mittels
eines nichtlinearen Effekts die Terahertzstrahlung IV mit der Terahertzfrequenz
fTHz erzeugt wird. Der nichtlineare Effekt
kann dabei insbesondere Differenzfrequenz-Generierung sein.
-
Dabei
entspricht die Linienbreite γ der
Terahertzstrahlung IV im Wesentlichen der Breite γ der beiden
im Pulsformer gefilterten Frequenzen II. Durch die Veränderung
der Frequenz einer oder beider Spektrallinien kann die Differentfrequenz
fTHz und damit die Frequenz der Terahertzstrahlung
IV in einem sehr weiten Bereich verändert werden. Die Minimalfrequenz
der erfindungsgemäßen Terahertzstrahlungsquelle
ist dabei in Näherung
durch die Breite γ gegeben.
Die Maximalfrequenz der erfindungsgemäßen Terahertzstrahlungsquelle
ergibt sich größenordnungsmäßig aus
der Breite des ursprünglichen
Laserpulses I im Frequenzraum.
-
Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung ein Bildgebungs- und/oder Spektroskopie-System,
welches eine erfindungsgemäße Terahertzstrahlungsquelle
und einen Terahertzstrahlungssensor, welcher als Detektor dient,
umfasst. Dabei können
die erfindungsgemäße Terahertzstrahlungsquelle
und der Terahertzstrahlungssensor bezüglich des zu untersuchenden
Objektes sowohl derart angeordnet sein, dass der Terahertzstrahlungssensor
die nach dem Durchstrahlen des Objektes verbleibende Strahlung detektiert
als auch dass der Terahertzstrahlungssensor die von dem Objekt reflektierte
und/oder gestreute Strahlung detektiert. Folglich können die
Terahertzstrahlungsquelle, der Terahertzstrahlungssensor und das
Objekt sowohl entlang einer Achse angeordnet sein, wobei das Objekt
zwischen der Terahertzstrahlungsquelle und dem Terahertzstrahlungssensor
angeordnet ist, als auch nicht entlang einer Achse zueinander angeordnet
sein. Das erfindungsgemäße System
ermöglicht
vorteilhafterweise eine Echtzeit-Spektroskopie im Terahertz-Bereich
sowie eine bildgebende Detektierung im Terahertz-Bereich.
-
Im
Rahmen einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bildgebungs-
und/oder Spektroskopie-System
handelt es sich um ein multispektrales Bildgebungs- und/oder Spektroskopie-System,
welches neben dem Terahertzstrahlungssensor weitere Strahlungssensoren,
insbesondere Sensoren für Strahlung
des sichtbaren, nahinfraroten, und/oder infraroten Bereichs, umfasst.
-
Darüber hinaus
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Detektion und/oder
Untersuchung von Lebewesen, insbesondere Menschen und Tieren, Gegenständen und
Materialien, mit einem erfindungsgemäßen System. Insbesondere kann
dieses Verfahren auf Frequenzbereichsspektroskopie basieren. Vorzugsweise
strahlt die erfindungsgemäße Terahertzstrahlungsquelle
in dem erfindungsgemäßen Verfahren
ein schmales Terahertzband, beispielsweise mit einer Breite von ≥ 1 Gigahertz
bis ≤ 1 Terahertz,
insbesondere von ≥ 20
Gigahertz bis ≤ 200
Gigahertz, aus, welches innerhalb eines breiten Frequenzbereichs,
beispielsweise in einem Bereich von ≥ 0,3 Terahertz bis ≤ 20 Terahertz,
beispielsweise von ≥ 0,3
Terahertz oder von ≥ 0,5
Terahertz oder von ≥ 1
Terahertz bis ≤ 3
Terahertz oder bis ≤ 5
Terahertz oder bis 10 Terahertz, verändert wird, wobei die transmittierte,
reflektierte und/oder gestreute Strahlung durch den, insbesondere
breitbandigen, Terahertzstrahlungssensor detektiert, insbesondere
gemessen wird. Dabei wird unter einem breitbandigen Terahertzstrahlungssensor
beispielsweise ein Terahertzstrahlungssensor verstanden, dessen
Detektierungsintervall ≥ 0,3
Terahertz bis 20 Terahertz, insbesondere ≥ 0,3 Terahertz oder ≥ 0,5 Terahertz
oder ≥ 1
Terahertz oder ≥ 1,5
Terahertz bis ≤ 2,5
Terahertz oder ≤ 3
Terahertz oder ≤ 5
Terahertz oder ≤ 10
Terahertz ist. Das Messergebnis des Terahertzstrahlungssensors kann
im Rahmen dieses erfindungsgemäßen Verfahrens
durch ein Ausgabegerät,
beispielsweise ein Display, einen Bildschirm oder einen Drucker,
ausgegeben werden.
-
Weiterhin
betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Terahertzstrahlungsquelle,
eines erfindungsgemäßen Systems
und/oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens im Überwachungs/Sicherheitstechnik-,
Transport-, Produktions-, Verpackungs-, Life-Science- und/oder Medizinbereich. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Terahertzstrahlungsquelle,
eines erfindungsgemäßen Systems
und/oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Detektion und/oder Untersuchung von Lebewesen, insbesondere
Menschen und Tieren, Gegenständen
und Materialien, insbesondere Sprengstoffen, beispielsweise bei
Sicherheitskontrollen an Grenzen, in Transitgebäuden, wie Flughäfen und
Bahnhöfen,
in Transportmitteln, wie Bahnen, Bussen, Flugzeugen und/oder Schiffen,
und/oder bei Großveranstaltungen,
zur Einbruchssicherung von Gebäuden,
Räumen
und Fortbewegungsmitteln, zu medizinischen Zwecken und/oder zur
zerstörungsfreien Überprüfung eines
Werkstücks
(„nondestructive
testing”),
insbesondere von Werkstücken
aus Kunststoff. Beispielsweise können
die erfindungsgemäße Terahertzstrahlungsquelle,
das erfindungsgemäße System
und/oder das erfindungsgemäße Verfahren
in einer multispektralen Kamera zur Zugangskontrolle von sensiblen
Infrastrukturen und Grenzen, zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, zur Überwachung
von Verpackungsmaschinen oder zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung
von biologischem Gewebe eingesetzt werden.