Pseudointerferometrische Längenmessung und Refraktometrie mit Sub-Millimeter- (Terahertz-) Wellen

Hochpräzise, berührungslose Abstands- oder Längenmessung ist eine Schlüsselaufgabe in Wissenschaft und Technik. Die hier vorgestellte Methode ist besonders interessant, weil das verwendete "Licht" mit Wellenlängen im Bereich von knapp 1mm viele Materialien durchdringt, die im Sichtbaren undurchlässig sind. Aus der Schwebung zwischen zwei kontinuierlichen, frequenzvariablen Laserfeldern wird eine elektromagnetische Welle mit einstellbarer Frequenz um 1THz erzeugt, die von einer Antenne abgestrahlt wird. In einer zweiten (Empfangs-) Antenne wird die einfallende THz-Welle phasenempfindlich im Bezug auf die optische Schwebung detektiert (Kohärente Detektion). Misst man die Phase bei unterschiedlichen Frequenzen, so kann man aus den Daten eindeutig den Abstand der Antennen und /oder den Brechungsindex des durchstrahlten Materials berechnen. Wir können zeigen, dass das Längenauflösungsvermögen weit unterhalb der verwendeten Wellenlänge liegt.