Deutsches Terahertz-Zentrum e.V.

Eigenschaften von THz-Wellen



Eigenschaften

Wellenlänge: Terahertz-Wellen weisen eine Wellenlänge im Bereich von 3 mm (entsprechend 100 GHz) bis 30 µm (entsprechend 10 THz) auf.

Terahertzlicht ist nicht-ionisierend. Das bedeutet, dass die Energie eines THz-Lichtquants nicht ausreicht, um chemische Bindungen aufzubrechen. Im Gegensatz zu Röntgenstrahlung oder harter UV-Strahlung, ist Terahertzlich im Prinzip für den Menschen bzw. organisches Leben unschädlich. Das ist auch gut so: jeder von uns strahlt permanent THz-Wellen ab und nimmt sie permanent auf. Natürlich gilt dies nur bis zu einer gewissen Strahlungsintensität. Bei sehr hohen Leistungen würde der Wärmeeintrag so groß, dass Verbrennungen zu befürchten wären. Eines vorweggenommen: Laborübliche THz-Quellen können (mit nur wenigen Ausnahmen) keine Leistungspegel erzeugen, die für den Menschen schädlich wären.

Resonanzen im Terahertzspektralbereich: Viele Stoffe zeigen Resonanzen im Terahertzspektralbereich. Dies betrifft insbesondere polare Gase, aber auch eine Reihe von Feststoffen, wie beispielsweise Laktose. Die Resonanzen sind in aller Regel deutlich schärfer ausgeprägt als z.B. im sichtbaren Spektralbereich, so dass Terahertzwellen hervorragend geeignet sind, um diese Stoffe eindeutig zu identifizieren und quantifizieren. In vielen Fällen können sogar Isotopologe differenziert werden! Isotopologe sind chemisch identische Moleküle, welche sich lediglich durch den Aufbau aus unterschiedlichen Isotopen (z.B. Kohlenstoff 13C statt 12C) unterscheiden.

Durchdringung: Viele Stoffe sind (abgesehen von stoffcharakteristischen Resonanzen, welche nur bei spezifischen Frequenzen auftreten) weitestgehend durchsichtig für Terahertzwellen. Dies inkludiert Papier, viele Plastiksorten, Kleidung, Leder u.v.m. Metalle und andere leitende Materialien sind hingegen für THz-Wellen nahezu ideale Reflektoren. Polare Flüssigkeiten wie Wasser absorbieren THz-Wellen sehr stark, weshalb das Eindringvermögen in wasserhaltigen Proben sehr gering ist. Im Umkehrschluss ermöglicht die THz-Messtechnik die genaue Restfeuchtebestimmung in wasserhaltigen Prüfmaterialien.

Einführung und Überblick

Anwendungen

Erzeugung und Nachweis

veröffentlicht am 27. Februar 2020 durch