Forschungsthemen - Dr.-Ing. Kevin Kolpatzeck

Moderne Terahertz-Spektroskopiesysteme sind die Arbeitspferde in Terahertz-Laboren weltweit. Sie ermöglichen phasengenaue Messungen im Frequenzbereich bis 6 THz mit einem maximalen Dynamikumfang von über 100 dB und Messgeschwindigkeiten von vielen Spektren pro Sekunde. Ihre weite Spanne von Anwendungen umfasst die zerstörungsfreie Materialprüfung, berührungslose Schichtdickenmessungen, biomedizinische Anwendungen, bildgebende Verfahren sowie unzählige Sicherheitsanwendungen.

Trotzdem haben diese Systeme es bisher nicht geschafft aus den Laboren in unseren Alltag zu treten. Verantwortlich dafür sind die hohen Anschaffungskosten, die geringe Messreichweite sowie das hohe Gewicht und die großen Abmessungen der Systeme.

Ich befasse mich mit Lösungen für diese Herausforderungen. Neue Systemkonzepte ermöglichen es, entscheidende Komponenten durch kleinere, günstigere und schnellere Alternativen zu ersetzen. Ein vielversprechender Ansatz ist der Einsatz von kompakten und kostengünstigen monolithischen modengekoppelten Laserdioden sowie die Verwendung von handelsüblichen Komponenten aus der Kommunikationstechnik. Von besonderer Bedeutung ist dabei der Einsatz von „geschickter“ Signalverarbeitung, um Einschränkungen durch die verwendete Hardware auszugleichen. Weitere vielversprechende Ansätze, die ich zusammen mit meinen Kolleginnen und Kollegen sowie interessierten Studierenden entwickle, sind Strahlformungskonzepte und moderne Modulationsverfahren, die eine deutliche Erhöhung der Systemreichweite ermöglichen.