Quasioptische Komponenten für den Terahertz-Frequenzbereich (PDF)

Quasioptische Komponenten für den THz-Frequenzbereich sind heute bei Weitem nicht so weit entwickelt wie optische Komponenten. Auch können aufgrund des großen Wellenlängenunterschiedes nicht einfach die erprobten Verfahren und Materialien des sichtbaren Frequenzbereiches übernommen werden. Es ist also nötig, neue Wege zu gehen. Diese Arbeit trägt dazu bei, den Vorsprung zu verringern, den die klassische Optik hat, indem hier neue, für den THz-Frequenzbereich optimierte Komponenten entwickelt und neue Materialien und Herstellungsmethoden für deren Bau untersucht werden. Einige überraschende Materialien und unerwartet einfache Lösungen für den Bau von THz-Komponenten wurden dazu gefunden und erforscht. So eignet sich Kopierpapier zur Herstellung von Wellenplatten (Kapitel 5), und aus Urinbeuteln aus dem Krankenhausbedarf lassen sich Linsen (Kapitel 4) mit variabler Brennweite fertigen. Als ein überaus leistungsfähiges Material haben sich auch die in dieser Arbeit erstmals vermessenen Mikropulver (Kapitel 3) herausgestellt, die ursprünglich für die Farbenindustrie entwickelt wurden. Diese lassen sich durch Pressen unter hohem Druck zu nahezu transparenten Bauteilen mit komplexer Struktur und hoher Oberfl ächengüte verarbeiten.

Neben den schon genannten Komponenten werden noch aus Mikropulvern gepresste Linsen (Kapitel 4) und Beugungsgitter (Kapitel 6) vorgestellt und ein neues elektronisches Bauteil (Kapitel 7) zur Strahlsteuerung beschrieben und vermessen. Kapitel 2 führt den Leser in die experimentellen und theoretischen Grundlagen dieser Arbeit ein, wobei der Begriff der Quasioptik in Abgrenzung zur Optik defi niert wird.

Insgesamt werden sechs verschiedene Quasioptiken in dieser Arbeit erstmals im THz-Frequenzbereich ausführlich beschrieben und untersucht. Zusätzlich wird ein bisher noch nicht genutztes Materialsystem, die genannten Mikropulver, spektroskopisch für weitere Anwendungen vermessen. Zu Beginn eines jeden Kapitels wird ein ausführlicher Überblick über den Stand der Technik der THz-Komponenten gegeben, um die neuen Komponenten in die bestehenden einzuordnen. Der Fokus bleibt bei allen vorgestellten Elementen auf einen einfachen Aufbau, exakte theoretische Beschreibung und nicht zuletzt den Kostenaspekt gerichtet.