Terahertz Technologie

Among the wide range of applications in the THz range such as imaging, security, short-range broadband communications and biomedical imaging and diagnostics, we focus our work on the development of a THz source as a local oscillator (LO) for radio astronomical heterodyne receivers.

Radioastronomische Empfangssysteme arbeiten in einem gegebenen Polarisationsmodus. Die Aufteilung der einfallenden elektromagnetischen Strahlung in diese Modi ermöglicht die simultane Bildgebung oder Spektroskopie in verschiedenen Frequenzfenstern. Die dazu benötigten Instrumente - Drahtgitter, die eine Polarisationsebene reflektieren und die dazu orthogonale durchlassen - werden in der Abteilung für Terahertz-Technologie hergestellt. Sie werden auch dazu verwendet, um die Empfindlichkeit unserer Empfänger zu steigern, Signale von Lokaloszillatoren einzustrahlen, oder um Polarisationsbeobachtungen durchzuführen, die kosmische Magnetfelder vermessen. Eine jüngere, vielversprechende Entwicklung ist der Einsatz von dichroischen Filtern aus speziell gefertigten Metamaterialien.

Die Signale, die in der Submillimeter Radioastronomie nachgewiesen werden, können nur nach Umwandlung in Ausgangssignale niedrigerer Frequenz transportiert und weiter verstärkt werden. In dem zugrundeliegenden heterodynen Mischungsprozess wird dem Originalsignal ein von einem lokalen Oszillator emittiertes Signal überlagert, das leicht verstimmt ist. So entsteht bei der Zwischenfrequenz (ZF) eine Schwebung, die aber die spektroskopischen Eigenschaften des Originalsignals bewahrt (z.B. die Breite und das Profil einer Spektrallinie). Das resultierende Signal wird dann zur weiteren Analyse einem digitalen Spektrometer zugeführt und muss auf deren Eingangsparameter zugeschnitten werden. Die dazu benötigen Geräte werden in unserer Abteilung entworfen und hergestellt.