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SYSI: Simulation in Physik, Informatik und Informationstechnik

SYSI VI: HV VI

SYSI VI.1: Hauptvortrag

Dienstag, 19. März 2002, 11:55–12:30, HS 21

Ausbreitung von THz-Impulsen in resonanten und nichtresonanten Medien — •H. Harde¹, J. Zhao¹, J. Pfuhl¹ und ² — ¹Universität der Bundeswehr Hamburg — ²

Durch Beleuchtung von speziell gefertigten Photoleitern mit Femtosekunden Lichtimpulsen können frei propagierende elektromagnetische Impulse im Terahertz-Frequenzbereich mit Subpikosekunden Impulslänge erzeugt und auch wieder hochempfindlich nachgewiesen werden. Diese Impulse werden im wesentlichen nur aus einer einzelnen Oszillation über ihre Pulslänge gebildet, und sie besitzen ein breites kontinuierliches Fourier-Transformspektrum, das sich bis zu einigen THz erstreckt und sich von der nieder- bis zur hochfrequenten Seite typisch um einen Faktor hundert in der Frequenz ändert. In diesem Beitrag wird die Ausbreitung dieser ungewöhnlichen Impulse in Dielektrika, Halbleitern und Gasen sowie die dabei auftretende Wechselwirkung mit den Materialien dargestellt. Aufgrund der niedrigen Pulsintensitäten lässt sich die Pulsausbreitung durch die lineare Dispersionstheorie beschreiben. Unter Berücksichtigung von Absorption und Dispersion des Mediums wird die Pulsausbreitung im Medium simuliert und kann dann direkt mit den gemessenen Impulsen hinter einer Probe verglichen werden. Aus solchen Untersuchungen lassen sich mit hoher Genauigkeit Materialparameter wie die komplexe Permittivität und Leitfähigkeit oder Relaxationskonstanten der Stoffe in einem Frequenzbereich ermitteln, der bisher kaum zugänglich war.