Terahertz-Photonik

In diesem Entwicklungsstrang werden photonische Terahertz-Systeme mit einer Bandbreite von 300 GHz – 2,5 THz für die zerstörungsfreie, hochaufgelöste industrielle Bildgebung entwickelt. Die Basis bildet ein photonisches FMCW Spektrometer. Dieses wird im Rahmen von T-KOS zu einem synthetischen FMCW-Radar mit jeweils acht verteilten Sende- und Empfangseinheiten weiterentwickelt. Zu Projektende soll ein tiefenaufgelöstes, 3D-Terahertz-Bildgebungssystem im Frequenzbereich von 300 GHz – 2,5 GHz mit einer lateralen und einer Tiefenauflösung von 0,3 mm demonstriert werden. Dabei werden die Kompetenzen des Fraunhofer HHI im Bereich Terahertz-Sensorsysteme, die Kompetenzen des Fraunhofer ITWM im Bereich Terahertz-Signalverarbeitung und Konditionierung und die Kompetenzen des Fraunhofer FHR im Bereich Hochfrequenzradar miteinander kombiniert. Zeitgleich werden Konzepte der hybriden photonischen Integration in den Materialplattformen Indiumphosphid (InP) und Polymer und Siliziumnitrid (SiNx) entwickelt, um die diskreten Komponenten des FMCW-Radars (Laser, Phasenmodulatoren, optische Verstärker und Terahertz-Sende- und Empfangsantennen) auf Chiplevel zu integrieren. So sollen zu Projektende photonisch integrierte Terahertz-Sende- und Empfangsarrays mit bis zu 4 Einzelelementen als phasengesteuerte Gruppenantennen demonstriert werden. Diese hochgradig skalierbare Technologie ermöglicht sowohl die dynamische Strahlschwenkung, welche statische Sensorsysteme zukünftig ersetzten kann, als auch die Bereitstellung kostengünstiger und kompakter Terahertz-Sensorsysteme für Messtechnikhersteller.

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