24.2.2004, 12:41 Uhr
Erste Informationsübertragung mit Terahertz-Strahlung
Braunschweiger Ingenieuren ist es erstmals gelungen, einen bislang brachliegenden Bereich des elektromagnetischen Spektrums für die Übertragung von Information zu nutzen. Mit Hilfe neuartiger Modulatoren konnten die Forscher die Intensität von Terahertz-Strahlung in rascher Folge ändern. Ihre Resultate präsentieren sie im Fachblatt "Electronics Letters".
"Dies ist ein weiterer wichtiger Schritt hin zu einem drahtlosen Terahertz-Kommunikationssystem" so Martin Koch, Leiter der Arbeitsgruppe an der TU Braunschweig. Terahertz-Strahlung, mit Wellenlängen im Millimeterbereich zwischen Infrarot und Mikrowellen gelegen, könne den steigenden Bedarf an Bandbreite in mobilen Kommunikationssystemen decken. "In nicht zu ferner Zukunft werden wir wohl die ersten lokalen Funknetze bei 50 bis 60 Gigahertz erleben. Langfristiges Ziel muss es aber sein, diese Arbeitsfrequenzen weiter zu steigern und in den Terahertz-Bereich vorzudringen." Ein Terahertz (THz) entspricht 1.000 Gigahertz - einer Billion Schwingungen pro Sekunde.
Koch und seine Kollegen nutzten Modulatoren, die eine sehr dünne Schicht von Elektronen enthalten. Diese Schicht wirkt wie ein Spiegel auf Terahertz-Wellen, kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung jedoch "ausgedünnt" werden. Dadurch wird das Material schlagartig durchlässig für die Strahlung. Die Forscher platzierten diese Modulatoren in einem Sender-Empfänger-System und steuerten sie mit Signalen aus einem CD-Spieler an. "In diesen ersten Versuchen konnten wir die Musik etwa in der Qualität empfangen, wie man sie vom Telefonieren her kennt", beschreibt Thomas Kleine-Ostmann aus der Arbeitsgruppe das Resultat.
"Um kleine, preisgünstige und effektive Sende- und Empfangskomponenten für Terahertz-Frequenzen zu entwickeln, muss jedoch noch einiges an Forschungsarbeit geleistet werden", betont Koch. Unabhängig vom Einsatz in Kommunikationsnetzen könnte Terahertz-Strahlung auch in der medizinischen Diagnostik, an Sicherheitssperren und in der Molekularbiologie eingesetzt werden. Mehrere Firmen entwickeln bereits Anwendungen für "T-Wellen" - vom Durchleuchten von Kleidung und kariösen Zähnen bis hin zur Erkennung von Hautkrebs.
Forschung: Thomas Kleine-Ostmann und Martin Koch, Institut für Hochfrequenztechnik, TU Braunschweig; und andere
Veröffentlicht in Electronics Letters, Vol. 40(2), pp 124-5
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Homepage der Arbeitsgruppe
Terahertz Imaging
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