Das Streuverhalten von Terahertz-Wellen

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Das Verständnis von Streuprozessen hat unser Bild der Physik grundlegend verändert. Heute können wir nicht nur erklären, warum der Himmel blau ist, sondern auch komplexe Radarsysteme entwickeln, die Sicherheit im Straßen- und Luftverkehr gewährleisten. Streuprozesse sind sowohl wissenschaftlich als auch technisch von großer Bedeutung. Während das Streuverhalten elektromagnetischer Wellen umfassend untersucht wurde, gibt es nur wenige Studien zur Streuung von Terahertz(THz)-Wellen, die Frequenzen zwischen 0,1 und 10 THz abdecken. Dieser Mangel an Untersuchungen liegt nicht am Desinteresse, sondern an der erst kürzlich verfügbaren Technologie für THz-Quellen und -Detektoren. Die Dissertation trägt zum Verständnis des Streuverhaltens von THz-Wellen bei und zeigt Anwendungspotentiale auf. Zunächst werden die dielektrischen Eigenschaften heterogener Materialien behandelt, unterstützt durch eine neu entwickelte Erweiterung des Bruggeman-Ansatzes. Danach wird das Potenzial der THz-Zeitbereichsspektroskopie für Radarquerschnittsmessungen untersucht, beginnend mit einfachen Streukörpern und endend bei komplexen Flugzeugmodellen. Ein weiterer Abschnitt behandelt die diffuse Streuung an rauen Oberflächen und deren Bedeutung für THz-Kommunikationssysteme. Schließlich werden innovative Konzepte für THz-Metamaterialien und ein entwickeltes bildgebendes Verfahren vorgestellt, das periodisch rauen Oberflächen nutzt. Die Arbeit schließt mit ei