Fraunhofer ITWM lädt zur Photonics West

Terahertz-Technologie auf dem Vormarsch

Presseinformation / 24.1.2017

Das Zentrum für Materialcharakterisierung und -prüfung (MC) des Fraunhofer ITWM in Kaiserslautern lädt führende Wissenschaftler, Industrieunternehmen sowie industrielle Endanwender zur Photonics West ein. Auf der weltgrößten interdisziplinären Konferenz im Bereich photonischer Technologien präsentieren Experten die Neuheiten auf dem Gebiet der Schichtdickenmessung mittels Terahertz-Technologien. Der Kongress findet vom 28. Januar bis 2. Februar 2017 in San Francisco, USA statt.

Terahetz Schichtdickenmessung
© Foto ITWM

Terahetz-Wellen durchdringen elektrisch nicht leitfähige Materialien, sind gesundheitlich unbedenklich und lassen sich zerstörungsfrei sowie berührungslos anwenden.

Im Bereich der Schichtdickenmessung gibt es viele verschiedene Messmethoden, die bereits den industriellen Einzug gefunden haben. Dabei stehen Verfahren, die berührungslos sowie zerstörungsfrei die Information über den vorliegenden Schichtaufbau liefern, hoch im Kurs. Im Bereich dielektrischer Schichten, wie Lacke oder Kunststoffe, werden hier beispielsweise meist Techniken wie Ultraschall, Röntgenstrahlung oder auch photothermische Verfahren eingesetzt. Diese benötigen aber teilweise Koppelmedien und arbeiten dann nicht mehr berührungslos. Zudem müssen für einen sicheren Einsatz Strahlenschutzmaßnahmen getroffen werden oder sie sind nicht in der Lage Lacksysteme schichtweise aufzulösen.

Vorteile von Terahertz überzeugen Industrie

»Hier setzt die Terahertz-Technologie an. Mit Frequenzen im Bereich von 100 GHz bis 10 THz liegen wir damit zwischen den Mikrowellen und der Infrarotstrahlung«, erklärt Dr. Frank Ellrich, Experte für berührungslose Schichtdickenmessung am Fraunhofer ITWM. »Terahetz-Wellen durchdringen elektrisch nicht leitfähige Materialien, sind gesundheitlich unbedenklich und lassen sich zerstörungsfrei sowie berührungslos anwenden.« Das Besondere: Einzelne Lagen von Mehrschichtsystemen können dickentechnisch bestimmt werden und das bei fast jedem Substrat. So können beschichtete Papiere oder Tabletten, lackierte Kunststoffstoßstangen oder keramisch beschichtete Schaufelräder von Turbinen sowie auch lackierte Autokarosserien in Ihrem Schichtaufbau zuverlässig charakterisiert werden.

All diese Vorteile gegenüber bestehenden Lösungen überzeugen zunehmend auch die Industrie. »Mit dem Zugriff auf industriell einsetzbare Terahertz-Messsysteme kombiniert mit schnellen Auswertemethoden steht der breite Einsatz der Technik an der Schwelle zum Einzug in die Alltagspraxis«, betont Ellrich. »Folglich ist diese Thematik zurzeit also von vielen Seiten von Interesse – sowohl für Industrieunternehmen als auch für Forschung und Entwicklung.«

Hochkarätiges Programm auf der Photonics West

Im Rahmen der Photonics West organisierte Ellrich deshalb in seiner Funktion als Mitglied des Programmkomitees eine mit internationalen Rednern gespickte Doppelsession. Das Programm sieht folgende Experten vor:

  • Dr. Dook van Mechelen von ABB Switzerland Ldt. aus der Schweiz berichtet als Endanwender über den praktischen Einsatz der Terahertz-Messtechnik bei der Charakterisierung (Papierdicke, Feuchtegehalt, etc.) in der Papierindustrie.
  • Dr. Philip Taday von TeraView Ltd. aus England präsentiert, wie wichtig korrekte Schichtdicken von Tabletten für deren medizinische Verwendbarkeit sind und wie man dies mit Hilfe von Terahertz-Wellen überprüfen kann.
  • Dr. Irl Duling III von Picometrix aus den USA referiert u. a. über die Dickenmessung von Kunststofffolien, die in den USA sehr häufig im Hausbau eingesetzt werden.
  • Prof. Kodo Kawase von der Universität Nagoya aus Japan zeigt unter Verwendung von hochgezüchteten Ultrakurzpulslasern unter Laborbedingungen, welches Potenzial die Terahertz-basierte Schichtdickenmessung für zukünftige Applikationen noch birgt.
  • Dr. Soufiene Krimi von der Technischen Universität Kaiserslautern präsentiert einen neuen algorithmischen Ansatz zur Schichtdickenauswertung, der sich durch eine hohe Effizienz und Robustheit auszeichnet.
  • Dr. Fabian Friederich, führend auf dem Gebiet der Volumeninspektion am Fraunhofer ITWM, zeigt den erfolgreichen Einsatz von frequenzmodulierten Terahertz-Wellen zur Bestimmung von Rohrwanddicken im Bereich bis mehreren Millimetern.
  • Dr. Frank Ellrich selbst erläutert, wie gut man mit der Terahertz-Technik auch nasse und feuchte Lacke noch vor dem Trocknungsprozess charakterisieren kann.

»Wir erwarten uns von der Konferenz neben interessanten Vorträgen und Diskussionen vor allem eine zukunftsweisende Ausrichtung des Feldes der Schichtdickenmessung mittels Terahertz-Messtechnik,« so Ellrich. Gerade vor dem Hintergrund des erst kurzfristig erfolgten Zusammenschlusses mit dem Fraunhofer ITWM, werden sich durch die deutliche Stärkung des Simulations-Knowhows weitere Anwendungsfelder und Innovationen erschließen.

Die Doppelsessions finden am 31. Januar 2017 von 10.30 Uhr bis 12.20 Uhr sowie um 13.40 Uhr bis 15.20 Uhr statt.