T-Strahlung
Englisch: T-ray
Elektromagnetische Welle mit Frequenz zwischen Kurzwellen und Infrarotstrahlung, üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 10 Terahertz
T-Strahlung: Licht, das durch Kunststoff und Papier sieht
T-Strahlung ist elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz zwischen 0,1 und 10 Terahertz und besetzt das Spektralband zwischen Mikrowelle und Infrarot. Das "T" steht für Terahertz. Im Gegensatz zu sichtbarem Licht oder Röntgenstrahlen durchdringen T-Strahlen viele alltägliche Materialien: Kunststoff, Papier, Karton und trockene Kleidung sind für sie weitgehend transparent, während Metalle und Wasser sie stark absorbieren oder reflektieren. Das macht T-Strahlen für Inspektions- und Abbildungsaufgaben wertvoll, wo herkömmliche Methoden versagen oder zerstörendes Prüfen erfordern.
T-Strahlenquellen gibt es in zwei Hauptformen: gepulste Systeme mit Ultrakurzlasern für breitbandige Impulse und Dauerstrich-Quellen mit Festkörper-Oszillatoren oder Quantenkaskaden-Lasern. Gepulste Systeme bieten höhere Spitzenleistung und Spektralinformation, erfordern aber präzises Timing und Signalrückgewinnung. Dauerstrich-Quellen arbeiten konstant auf bestimmten Frequenzen und lassen sich einfacher in kompakte Geräte integrieren. Die Detektion erfolgt über Bolometer, Schottky-Dioden oder pyroelektrische Sensoren je nach Frequenz und Anwendung.
T-Strahlung in der Industrie
T-Strahlenabbildung eignet sich hervorragend zur Kontrolle geschichteter Strukturen und verborgener Mängel. In der Halbleiterfertigung erfasst T-Strahlung Oberflächenrauheit und Schichtdicke berührungslos. In Composites und Klebverbindungen erkennt sie Ablösungen und Poren durch die Messung der Verzögerung reflektierter Impulse, eine Technik namens Terahertz-Zeitbereichs-Spektroskopie. Sicherheitsscreening nutzt T-Strahlen zur Detektion verborgener Gegenstände in Kleidung oder Verpackung. Die pharmazeutische Kontrolle verlässt sich auf T-Strahlen zur Identifikation gefälschter Tabletten, weil die Kristallstruktur von Wirkstoffen deutliche Absorptionssignaturen im T-Strahlenband erzeugt.
Die Hauptbeschränkung ist die Reichweite: Wasserdampf in der Atmosphäre absorbiert T-Strahlen bei bestimmten Frequenzen stark, und der Strahl divergiert schnell, was lange Reichweite im Freien unpraktisch macht. Die räumliche Auflösung ist auch gröber als bei sichtbarem Licht, weil die Wellenlänge größer ist, typisch 30 Mikrometer bei 10 THz. Systeme sind teuer im Vergleich zu Wärmebild- oder Röntgengeräten, und Regelwerke für T-Strahlengeräte entstehen noch, besonders zu Sicherheit und Expositionsgrenzwerten.
Der Begriff kam in den 1990er Jahren in Gebrauch, als gepulste T-Strahlensysteme mit Femtosekunden-Lasern praktikabel wurden. Die Technologie bleibt spezialisiert statt alltäglich, konzentriert auf Forschungslabore, Luft- und Raumfahrt, pharmazeutische Qualitätskontrolle und Materialprüfung. Die meisten kommerziellen T-Strahlensysteme kosten Zehntausende Euro und erfordern geschulte Bediener, um Spektraldaten und zeitaufgelöste Bilder richtig auszulegen.