Optische Kohärenztomographie (OCT) ist ein bildgebendes Verfahren, bei dem die innere Struktur einer transparenten Probe, mit Hilfe eines Interferometers aufgelöst wird. Ziel der vorliegenden Diplomarbeit war es, einen experimentellen Aufbau zu entwerfen, das OCT Prinzip mit einer Terahertz (THz) Quelle verbindet. Die hohe Auflösung der OCT kombiniert mit den einzigartigen Eigenschaften der THz Strahlung, ermöglicht zerstörungsfreie bildgebende Anwendungen für eine Vielzahl an Materialien. Ein Quantenkaskadenlaser (QCL) wurde als Quelle gewählt, weil QCLs kompakt sind und kohärente THz Strahlung liefern. Da sie nur auf Intersubbandübergängen beruhen, kann ihre Frequenz adaptiert werden, indem die ihnen zu Grunde liegende Halbleiterstruktur entsprechend angepasst wird. In dieser Arbeit wurde der OCT Aufbau realisiert, indem die Komponenten eines Michelson Interferometers exakt auf einander abgestimmt wurden, so dass der THz Strahl eingekoppelt und anschließen zu einem zweidimensionalen Strahlungsdetektor geleitet werden kann. Die Parameter für einen OCTScan wurden bestimmt und ein Algorithmus implementiert, der die Datenverarbeitung und Analyse übernimmt. Basierend auf dem Prinzip von Fourier-Transformations-Infrarotspektrometern (FTIR), ist der Aufbau auch geeignet, um Laserspektren zu untersuchen. Dabei wird das Spektrum, mit einer Fourier Transformation, aus dem aufgenommenen Interferogramm berechnet. In ersten Tomography Experimenten wurde die Dicke einer 0.9 mm Polypropylenprobe gemessen. Der Brechungsindex von 1.48 konnte bestimmt werden und ist vergleichbar mit den Literaturwert von 1.5, was das Potential dieser Methode hervorstreicht. Abschließend werden die Möglichkeiten diskutiert, den Aufbau noch zu vereinfachen und die Messdauer zu verringern. Der verwendete QCL produziert mehrere Schwingungsmoden gleichzeitig. Er könnte durch eine Reihe von Einzel-Moden QCLs, die als durchstimmbare Quelle fungieren, ersetzt werden. Dann wäre auch die mechanische Bewegung des einen Spiegels im Interferometer überflüssig. Dafür wurden Simulationen eines Einzel-Moden QCL durchgeführt, der 2.5 THz Strahlung emittieren soll. Ein Bragg Reflexionsgitter wurde als Frequenz bestimmendes Element gewählt und resultiert in einer TM10 Mode mit der gewünschten Facettenemission.
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Optical coherence tomography (OCT) is an imaging technique in which the inner structure of a transparent sample can be discovered using an interferometer. The aim of this thesis was to design and assemble a setup combining the OCT principle with a Terahertz (THz) source. Combining the high resolution of OCT and the unique properties of THz radiation opens up non-destructive imaging applications for a variety of materials. A Quantum Cascade Laser (QCL) was chosen to produce THz radiation since QCLs are established as compact coherent THz sources. They rely on intersubband transitions only, which enables frequency adjustment by designing their underlying semiconductor heterostructures. In the presented work, the OCT setup was realized by aligning a Michelson interferometer, incoupling the THz beam and guiding it to a pixel array as detector. Scanning parameters were defined and a data processing algorithm was implemented for data enhancement and analysis. The setup is suitable for laser spectra measurements following the principle of Fourier transform infrared spectrometer (FTIR). The laser spectrum is calculated from the Fourier transform of a recorded interferogram. First tomography measurements allow the resolution of a 0.9 mm polypropylene sample. The refractive index of 1.48 extracted from the recorded data, was comparable to values of 1.5 reported in literature, showcasing the potential of this method. Finally, possibilities for increasing the scan speed and improving the ease of setup are discussed by considering a replacement of the multimode laser device with an array of single mode QCLs as frequency agile source, which allows to omit the mechanically movement of the scanning mirror in the interferometer. Therefore, simulations of a single mode QCL emitting at a frequency of 2.5 THz have been carried out. A distributed feedback design was chosen that uses a Bragg reflecting grating as frequency selective element, resulting in a TM10 mode with the desired facet emission which can be seen in the simulated far field pattern of the device.
