Elektrisch rekonfigurierbare Mikrospiegel-Gitter für die direkte räumliche Modulation von Terahertz-Wellen und hyperspektrale Terahertz-Bildgebung über einen weiten Frequenzbereich

• Antragsteller: Professor Dr. Marco Rahm
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458851938

Ziele des Projektes sind das Design, die Herstellung und dietheoretische und experimentelle Untersuchung von elektrischabstimmbaren, direkten räumlichen Terahertzwellen-Modulatoren miteinem weiten spektralen Arbeitsbereich von etwa 1 THz innerhalb eines Frequenzbereichs zwischen 0,5 THz und 2,5 THz. SolcheModulatoren sollen als kodierte Multi-Pixel-Aperturen in einembildgebenden Terahertz-Spektroskop dienen und schnellehyperspektrale Terahertz-Bildgebung ermöglichen. Die Modulator-Pixel sollen aus einer Anordnung von Mikrospiegeln mit einer Längevon mindestens 200 μm bestehen. Abhängig vom Neigungswinkel derMikrospiegel erscheint ein Modulator-Pixel entweder hell oder dunkel.Für die räumliche Modulation von Terahertzwellen müssen dieSpiegel verschiedener Pixel individuell mit Hilfe angelegterelektrischer Feldmuster geschaltet werden. Für den Entwurf vonTerahertzwellen-Modulatoren mit großer Apertur ist es notwendig, dasDesign und die Fabrikation von Mikrospiegel-basierten Modulatorenzu optimieren. Außerdem soll untersucht werden, ob die Integrationvon Metaoberflächen als transparente Erdungselektroden eine zusätzlicheVerbesserung des Modulationskontrastes erzielen kann. In einemweiteren Ansatz soll zudem die Gittermodulation mit metamaterial-basierter Absorption kombiniert werden, um eine spektrale Erweiterung des Arbeitsbereiches der Modulation zu erreichen.Basierend auf den Projektergebnissen soll letztendlich ein großflächiger räumlicherTerahertzwellen-Modulator hergestellt werden, der in einembildgebenden Terahertz-Spektroskop als schnell rekonfigurierbareMultipixel-Apertur verwendet wird und damit schnelle hyperspektraleTerahertz-Bildgebung über einen spektralen Frequenzbereich mit einer Bandbreite von 1 THz ermöglichen soll.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen