Das Streuverhalten von Terahertz-Wellen:
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Cuvillier, E
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 GRUNDLAGEN DER THZ-SYSTEMTECHNIK 3
2.1 VERFAHREN Z U R EMISSION VON T H Z - S T R A H L U N G 4
2.1.1 ELEKTRONISCHE T H Z - Q U E L L E N 4
2.1.2 O P T I S C H E D A U E R S T R I C H E M I T T E R 5
2.1.3 O P T I S C H E B R E I T B A N D E M I T T E R 6
2.2 VERFAHREN Z U R D E T E K T I O N V O N T H Z - S T R A H L U N G 8
2.2.1 I N K O H AE R E N T E T H Z - D E T E K T O R E N 8
2.2.2 K O H AE R E N T E T H Z - D E T E K T O R E N 10
2.3 P H O T O L E I T E N D E T H Z - A N T E N N E N 10
2.4 THZ-ZEITBEREICHSSPEKTROSKOPIE 12
2.5 A N W E N D U N G E N FUER T H Z - S Y S T E M E 13
2.5.1 P R O Z E S S UE B E R W A C H U N G IN D E R K U N S T S T O F F T
E C H N I K 14
2.5.2 Q U A L I T AE T S K O N T R O L L E VON L E B E N S M I T T E L N
15
2.5.3 THZ-KOMMUNIKA,TIONSTECHNIK 16
3 VERWENDETE SPEKTROMETER 1 9
3.1 F R E I S T R A H L S P E K T R O M E T E R ( S Y S T E M 1) 19
3.2 FASERGEKOPPELTES S P E K T R O M E T E R ( S Y S T E M II) 2 1
3.3 K O M P L E T T - F A S E R - S P E K T R O M E T E R ( S Y S T E M
III) 24
3.4 Z U S A M M E N F A S S U N G 26
4 QUASISTATISCHE EFFEKTIVE MEDIEN 2 9
4.1 B E K A N N T E EFFEKTIVE-MEDIEN-THEORIEN 3 0
4.1.1 M A X W E L L - G A R N E T T 30
4.1.2 P O L D E R - V A N - S A N T E N 32
4.1.3 B R U G G E M A N 34
4.2 E R W E I T E R U N G Z U M B R U G G E M A N - A N S A T Z 3 5
4.2.1 M E H R K O M P O N E N T E N S Y S T E M E 3 7
4.3 VERGLEICHSMESSUNGEN A N P O L Y M E R E N C O M P O U N D S 39
4.3.1 L L D P E | M G ( O H ) 2 - C O M P O U N D 4 0
4.3.2 P P | T I 0 2 - C O M P O U N D 4 1
4.3.3 P P | C A C 0 3 - C O M P O U N D 42
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IMAGE 2
4.4 ZWISCHENFAZIT 4 3
4.5 EXKURS: A N W E N D U N G E N VON EFFEKTIVEN M E D I E N 4 3
4.5.F L D - P H O T O N I S C H E KRISTALLE A U S P O L Y M E R E N C O
M P O U N D S . . . 4 4
5 RADARQUERSCHNITTSMESSUNGEN 4 9
5.1 DIE RADARGLEICHUNG U N D D E R R A D A R Q U E R S C H N I T T 5 1
5.1.1 RADARGLEICHUNG 5 1
5.1.2 A N T E N N E N G E W I N N 52
5.1.3 ANTENNENWIRKFLAECHE 52
5.1.4 R A D A R Q U E R S C H N I T T 52
5.2 B E R E C H N U N G D E S R A D A R Q U E R S C H N I T T S 54
5.2.1 G E O M E T R I S C H E O P T I K 5 5
5.2.2 PHYSIKALISCHE O P T I K 5 7
5.3 BERECHNUNG FUER EINFACHE S T R E U K OE R P E R 6 1
5.3.1 P L A T T E 6 1
5.3.2 ZYLINDER 6 3
5.3.3 KUGEL 6 5
5.4 M E S S O B J E K T E U N D MESSVERFAHREN 6 6
5.4.1 HERSTELLUNG D E R SKALIERTEN FLUGZEUGMODELLE 6 7
5.4.2 M E S S A U F B A U U N D D A T E N A U S W E R T U N G 6 7
5.5 MESSUNGEN A N EINFACHEN S T R E U K OE R P E R N 69
5.5.1 RECHTECK 7 0
5.5.2 ZYLINDER 7 1
5.5.3 KUGEL 7 2
5.6 M E S S U N G E N A N SKALIERTEN FLUGZEUGMODELLEN 7 3
5.6.1 P A N A V I A 200 T O R N A D O 7 5
5.6.2 LOCKHEED F-117 N I G H T H A W K 76
5.7 ZWISCHENFAZIT 7 8
6 DIFFUSE STREUUNG AN RAUEN OBERFLAECHEN 8 1
6.1 D A S KIRCHHOFF-STREUMODELL 8 3
6.1.1 ALLGEMEINE KIRCHHOFF-LOESUNG 8 4
6.1.2 STATISTISCHER A N S A T Z FUER GAUSSVERTEILTE OBERFLAECHEN . . . . 8
8
6.2 EXPERIMENTELLE VERIFIKATION 9 4
6.2.1 P R O B E N P R AE P A R A T I O N 9 4
6.2.2 O P T I S C H E C H A R A K T E R I S I E R U N G D E R P R O B E
N O B E R F L AE C H E N . . . . 9 5
6.2.3 REFIEKTIONSMESSUNGEN IM T H Z - S P E K T R O M E T E R 9 8
6.3 ZWISCHENFAZIT 102
6.4 EXKURS: B E D E U T U N G FUER T H Z - K A N A L M O D E L L E 102
6.4.1 R A Y - T R A C I N G 103
IMAGE 3
6.4.2 B E R E C H N U N G D E R S I G N A L A B D E C K U N G 105
7 THZ-BILDGEBUNG MIT BEUGUNGSGITTERN 1 1 1
7.1 M O T I V A T I O N U N D G R U N D I D E E 112
7.2 T H Z - B E U G U N G S G I T T E R IN BLAZE-TECHNIK 114
7.2.1 B E R E C H N U N G G E B L A Z E T E R B E U G U N G S G I T T E
R N A C H KIRCHHOFF . . 115
7.2.2 AUSLEGUNG DES B E U G U N G S G I T T E R S 119
7.3 E N T W U R F D E S / - 0 - L I N S E N S Y S T E M S 122
7.3.1 G E O M E T R I S C H E O P T I K (RAY-TRACING) 122
7.3.2 WELLENOPTISCHE B E T R A C H T U N G 124
7.4 V E R M E S S U N G D E R FOKUSLINIE 125
7.4.1 L I N E A R I S I E N M G D E R O R T S - F R E Q U E N Z - A B H
AE N G I G K E I T 127
7.5 C H A R A K T E R I S I E R U N G D E S G E S A M T S Y S T E M S
128
7.6 B I L D G E B E N D E M E S S U N G E N 130
7.7 ZWISCHENFAZIT 133
8 METAMATERIALBASIERTE FREQUENZSELEKTIVE OBERFLAECHEN 1 3 5
8.1 P L A N A R E META.MA.TERIA.LIEN 137
8.2 S P L I T - R I N G - R E S O N A T O R E N 138
8.3 S I M U L A T I O N E N M I T D E R F I N I T E N - E L E M E N T E
- M E T H O D E 139
8.4 P R O B E N P R AE P A R A T I O N 141
8.4.1 W A H L D E S S U B S T R A T S 14]
8.4.2 W A H L D E R METALLISIERUNG 142
8.4.3 L I T H O G R A P H I S C H E F E R T I G U N G 145
8.5 SPEKTROSKOPISCHE C H A R A K T E R I S I E R U N G 146
8.6 EINFLUSS D E R A N Z A H L D E R EINHEITSZELLEN IN F S S 148
8.7 D O P P E L D - S P L I T - R E S O N A T O R E N M I T H O H E N Q
- F A K T O R E N 150
8.7.1 A U S L E G U N G D E R ADSR-EINHEITSZELLE 150
8.7.2 MESSERGEBNISSE U N D DISKUSSION 151
8.8 P O L A R I S A T I O N S U N A B H AE N G I G E METAMA.TERIA.LIEN
155
8.8.1 AUSLEGUNG D E R ICR-EINHEITSZELLE 158
8.8.2 MESSERGEBNISSE U N D DISKUSSION 158
8.9 ZWISCHENFAZIT, 161
9 ZUSAMMENFASSUNG 1 6 3
LITERATURVERZEICHNIS 1 6 7
LISTE DER VEROEFFENTLICHUNGEN 1 9 3
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