Fraunhofer-Gesellschaft
Terahertz-Wellen: Vielfältiger Einsatz in der Sicherheitstechnologie
Der Terahertz (Terahertz)-Bereich ist ein Teil des elektromagnetischen Spektrums zwischen Mikrowellen und Infrarot mit einer Frequenz von einer Billion Schwingungen pro Sekunde. Lange Zeit sprach man von der Terahertz-Lücke, da es bis in die 1990er Jahre keine praktikablen Strahlungsquellen für diesen Teil des Spektrums gab. Die Terahertz-Strahlung ist wegen ihrer besonderen Eigenschaften zu einer wichtigen Zukunftstechnologie geworden: Mit ihrer Hilfe kann man versteckte Sprengstoffe oder Drogen erkennen oder sie verrät, welche Stoffe durch ein Plastikrohr fließen. Und sie kann zerstörungsfrei die Dicke einer Schicht kontrollieren und Materialfehler in Keramik oder Kunststoff sichtbar machen. Terahertz-Strahlung ist aufgrund ihrer niedrigen Energie für Menschen und Lebewesen ungefährlich. Es gibt für die Praxis kaum Einschränkungen der möglichen Einsatzorte.
Nah- oder Ferndetektion von Gefahrstoffen
Anders als UV- oder Röntgenstrahlung lösen Terahertz-Wellen keine Veränderung in der chemischen Struktur der untersuchten Substanzen aus. Sie sind für den Menschen folglich unbedenklich und damit grundsätzlich auch zur Personenkontrolle geeignet. Viele Gefahrstoffe lassen sich mittels Terahertz-Spektroskopie durch zahlreiche gängige Verpackungsmaterialien oder Kleidung hindurch spezifisch nachweisen. Dies kann aus Entfernungen von bis zu einigen Metern ohne Probennahme erfolgen. Durch die geringe Wellenlänge ergeben sich deutlich bessere räumliche Auflösungen als im Mikrowellenbereich. Das Material eines verdächtigen Gegenstands kann durch das Spektrum der Strahlung analysiert werden.
Aktive oder passive Methode
Terahertz-Scanner funktionieren entweder nach der aktiven oder der passiven Methode. Bei der passiven Methode wird nur die natürliche Terahertzstrahlung, die der menschliche Körper abstrahlt, gescannt. Bei der aktiven Methode kommt zusätzlich eine künstliche Bestrahlung durch Terahertzstrahlung hinzu. Das System rekonstruiert durch Variation der Wellenlänge aus der Rückstreuung ein Bild.
Viele Einsatzmöglichkeiten
Wissenschaftler haben praxistaugliche, handhabbare Terahertz-Strahler und Detektoren entwickelt. Terahertz-Strahlung kann neben der Sicherheitstechnologie auch in der Laboranalytik, Prozessmesstechnik und in der Qualitätssicherung angewendet werden.