DFG-RSF: Erzeugung von ultrakurzen Pulsen in Millimeter- und Submillimeterwellen Bändern für Spektroskopie und Diagnostik von verschiedenen Materialien basierend auf dem passiven mode-locking in elektronischen Quellen mit Hilfe nichtlinearer Zyklotronresonanz-Absorber im Rückkopplungskreis.

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. John Jelonnek
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 309007833

Das Projekt soll im Rahmen einer gemeinsamen DFG-RSF Forschungskollaboration durchgeführt werden, namentlich zwischen dem IHM, KIT, Karlsruhe und dem Institut für angewandte Physik (IAP-RAS). Die Vorhabensbeschreibung umfasst das gesamte Projekt.DNP-NMR stellt eine der wichtigsten Analysemethoden in der Untersuchung von Materie dar. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit und Auflösung ist die Entwicklung von effizienten Quellen im THz-Bereich notwendig. Diese Quellen sollen ultrakurze Pulse mit hoher Wiederholrate erzeugen können. Die Entwicklung derartiger Quellen wirft grundsätzliche physikalische Fragen auf. Im Rahmen dieses Projekts soll eine grundsätzlich neue Methode zur Erzeugung von ultrakurzen Quellen untersucht werden. Dazu soll das Prinzip des passiven mode-locking zum ersten Mal auf Vakuumelektronenröhren (Gyro-TWT) angewendet werden. Zu diesem Zweck soll ein nichtlineares Amplitudenfilter entwickelt werden, welches in den Rückkopplungskreis des Generators implementiert wird. Das Filter soll auf der Basis der nichtlinearen Zyklotronabsorptionsmechanismus funktionieren.Das theoretische Arbeitsprogramm umfass die detaillierte Analyse des grundsätzlichen physikalischen Mechanismus und der Entwicklung des Generators und des Filters. Auf der Basis der theoretischen Analyse soll ein System aufgebaut und getestet werden.Der experimentelle Teil umfasst zunächst Tests bei 30 GHz. Parallel dazu sollen die grundsätzlichen physikalischen Grundlagen zum Aufbau eines Generators und Filters bei 260 GHz untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Science Foundation
• Mitverantwortlich: Dr. Konstantinos Avramidis
• Kooperationspartner: Professor Dr. Naum S. Ginzburg