Qualitätssicherung mittels mobiler Terahertz-Spektroskopie: Wuppertaler Wissenschaftler*innen erhalten Förderung

24.03.2021|09:34 Uhr

Um die Qualität bereits verpackter Güter erneut zu kontrollieren, steht die Qualitätssicherung in der Industrie häufig vor der Frage, wie sich Verpackungen und Stoffe ideal durchleuchten lassen. Eine Alternative zu gängigen Radarverfahren liefert der Lehrstuhl für Hochfrequenzsysteme in der Kommunikationstechnik der Bergischen Universität Wuppertal unter Leitung von Prof. Dr. Ullrich Pfeiffer im Rahmen eines neuen Forschungsprojekts. Für ihr Vorhaben erhalten die Wissenschaftler*innen für die kommenden zwei Jahre eine Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft in Höhe von rund 337.000 Euro.

Im neuen Projekt „Räumlich-Projizierte Mobile Terahertz-Spektroskopie (T-MAP)” geht es um Materialerkennung (Terahertz-Spektroskopie) mittels eines CMOS-Kamera-Chips. CMOS-Sensoren findet man beispielsweise in den Kameras von Smartphones. Sie ermöglichen die Detektion von Licht in einem bestimmten Sichtfeld und damit die Abbildung einer Szene in Form eines Kamera-Bildes.

„Spektroskopie untersucht im Allgemeinen die Interaktion zwischen Wellen und Materie. So kann ein Spektrometer beispielsweise eine Aussage darüber treffen, ob es sich bei einem untersuchten Material um Zucker oder Salz handelt. Dispersiv-Spektrometer, die mit sichtbarem Licht arbeiten, werden hierfür gern genutzt. Dispersion meint die Aufteilung von Licht in seine Spektralfarben (räumliche Projektion); jede*r von uns kennt wohl unwissentlich das zugrunde liegende physikalische Prinzip – das ‚Regenbogen-Prinzip‘“, erklärt Prof. Pfeiffer. Bei dispersiver Spektralanalyse wird das räumlich-projizierte Licht auf ein Material gebündelt, wobei jedem Kamera-Pixel eine Farbe klar zugeordnet ist. Demnach kann mittels Kamera-Chip ausgewertet werden, wie das Material auf bestimmte Farben reagiert. Sichtbares Licht kann viele handelsübliche Verpackungsmaterialien allerdings nicht durchdringen. Hier setzt „T-MAP“ an. Terahertz-Licht kann durch Materialien hindurchsehen. Ein Terahertz-Dispersiv-Spektrometer, Gegenstand der Forschung rund um T-MAP, wäre optischen Endgeräten hinsichtlich der Anwendbarkeit überlegen. „Es würde neue Applikationen mit enormem Wert für die Qualitätssicherung mit sich bringen, beispielsweise in puncto zerstörungsfreier Materialuntersuchung und Materialerkennung bereits verpackter Güter“, so Prof. Pfeiffer weiter.

Der Lehrstuhl für Hochfrequenzsysteme in der Kommunikationstechnik ist eine der weltweit führenden Forschungsgruppen für „Silizium-basierte Terahertz-Systeme“ in Bereichen wie Kommunikation der übernächsten Generation (6G), Radar (Gesten-Steuerung), Nahfeld-Sensorik (Krebsforschung) und zerstörungsfreie Bildgebung (Sicherheitstechnik).

Weitere Infos rund um die Forschung von Prof. Dr. Pfeiffer und seinem Team unter
www.ihct.uni-wuppertal.de

Kontakt:
Prof. Dr. Ullrich Pfeiffer
Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik
Telefon 0202/439-1451
E-Mail ullrich.pfeiffer[at]uni-wuppertal.de