Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWMDie Terahertz-Zeitbereichsspektroskopie (engl. Time Domain Spectroscopy TDS) ist eine zuverlässige Methode zur berührungslosen und zerstörungsfreien Untersuchung von Materialien, z. B. Pulvern, Feststoffen oder Flüssigkeiten. Wir entwickeln fasergekoppelte Terahertz-Messsysteme basierend auf Zeitbereichsspektroskopie. Indem ausgedehnte Untersuchungsobjekte Punkt für Punkt durchleuchtet werden, lassen sich zusätzlich zur Spektroskopie auch Abbildungen im 2D-Format (Imaging) oder sogar 3D-Format (Tomographie) gewinnen.
Terahertz-Wellen sind elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich zwischen 100 GHz und 10 THz. Viele Moleküle zeigen in diesem Spektralbereich charakteristische Signaturen in ihren Absorptionsspektren – einen chemischen Fingerabdruck. Darüber hinaus sind viele für sichtbares Licht oder Infrarot (IR) undurchdringliche Stoffe für Terahertz-Wellen transparent. Die spezifische Wechselwirkung der Wellen mit der Materie eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten auf vielen Gebieten der Messtechnik.
Eine der etablierten Messtechniken ist die Terahertz-Zeitbereichsspektroskopie (THz-TDS). Sie beruht auf der Erzeugung breitbandiger elektromagnetischer Strahlung durch ultrakurze Femtosekunden (fs)-Laserpulse und auf dem Nachweis mit dem Pump-Probe-Prinzip. Die Vorteile dabei sind eine kohärente Detektion der Terahertz-Wellen und damit eine hochaufgelöste Amplituden- und Phasenaufnahme des elektrischen Terahertz-Feldes im Zeitbereich. Diese Messtechnik unterdrückt inkohärente Strahlung, d. h. es gibt keine Störung durch Raumtemperatur und Umgebungslicht.