@phdthesis{Hochrein2018,
  author    = {Hochrein, Thomas},
  title     = {Terahertz-Spektroskopie: Systementwicklung und Einsatz in der Polymeranalytik},
  edition   = {1. Auflage},
  publisher = {W{\"u}rzburg University Press},
  address   = {W{\"u}rzburg},
  isbn      = {978-3-95826-090-0 (Print)},
  doi       = {10.25972/WUP-978-3-95826-091-7},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-163473},
  school      = {W{\"u}rzburg University Press},
  pages     = {xi, 194},
  year      = {2018},
  abstract  = {Die zeitaufgel{\"o}ste Terahertz-Spektroskopie erzielte in den letzten 20 Jahren erhebliche Entwicklungsfortschritte. Aber auch davor haben bereits Untersuchungen der dielektrischen Eigenschaften in diesem Spektralbereich mit herk{\"o}mmlichen Spektrometern unter anderen Termini stattgefunden. Viele Anwendungsfelder der Terahertz-Zeitbereichsspektroskopie sind noch unzureichend erforscht, weshalb in dieser Arbeit der Einsatz in der Polymeranalytik und prim{\"a}r an Polyamiden n{\"a}her untersucht wird. Außerdem weist die Terahertz-Systemtechnik f{\"u}r koh{\"a}rente Messungen noch erhebliche Verbesserungspotenziale auf. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher das neue Verfahren Optical Sampling by Laser Cavity Tuning (OSCAT) entwickelt. Es erm{\"o}glicht auf elegante Weise eine variable Zeitverz{\"o}gerung von Pulsfolgen, wie sie in Terahertz-Zeitbereichsspektrometern erforderlich ist. Dabei wird die M{\"o}glichkeit ver{\"a}nderbarer Repetitionsrate bei Ultrakurzpulslasern genutzt. Die Vorteile des OSCAT-Verfahrens, wie z. B. Skalierbarkeit, Robustheit, großer Messbereich und Messgeschwindigkeit, sowie die Funktion werden in dieser Arbeit sowohl theoretisch als auch experimentell vorgestellt und diskutiert. Erste Terahertz-Messungen an polymeren Schmelzen demonstrieren potenzielle Anwendungsgebiete f{\"u}r Terahertz-Spektrometer. Der Rezepturanteil und Zerst{\"o}rungsgrad eingebrachter F{\"u}llstoffe kann sehr gut {\"u}ber den Brechungsindex bestimmt werden. Die Ergebnisse zeigen außerdem ein stark temperaturabh{\"a}ngiges Verhalten polarer und unpolarer Polymere. Neben der Auswirkung der temperaturinduzierten Dichte{\"a}nderung auf den Brechungsindex konnte insbesondere bei Polyamiden ein starker Anstieg der Absorption mit zunehmender Temperatur nachgewiesen werden. Deshalb wurden die Absolutwerte des Brechungsindex und Absorptionskoeffizienten im niederfrequenten Terahertz-Spektralbereich tiefergehend untersucht. Es zeigte sich, dass der Brechungsindex polarer Polymere aus einem polaren und unpolaren Anteil besteht. Der unpolare Anteil wird prim{\"a}r durch die Material- bzw. Amidgruppendichte bestimmt. Der polare Anteil wird durch das inter- und intramolekulare Schwingungsverhalten bzw. dessen resultierenden Absorptionsbanden beeinflusst. Diese Schwingungsmoden wurden daher mittels breitbandiger Spektroskopie in abgeschw{\"a}chter Totalreflexion (ATR) an unterschiedlichen Polyamiden aufgenommen. Simulationsrechnungen mit Lorentz-Oszillatoren zeigen, wie bedeutsam eine kritische Diskussion absoluter Absorptionswerte aus solchen ATR-Messungen ist. Die ermittelten Ursachen sind {\"A}nderungen des Brechungsindex der Probe infolge von Temperatur{\"a}nderung sowie Dispersion durch Schwingungsmoden - auch weit abseits des Bandenmaximums. Die gemessenen Schwingungsmoden wurden anhand quantenmechanischer ab-inito Berechnungen der Molek{\"u}lketten und -cluster analysiert und mit Literaturangaben abgeglichen. Verschiedene Schwingungen konnten hierbei im Terahertz-Spektralbereich bei unterschiedlichen {\alpha}- und {\gamma}-Polyamiden ausgemacht werden. Sie erweisen sich als sehr komplex und erstrecken sich meist {\"u}ber die gesamte Molek{\"u}lkette. Schwingungen einzelner Atome oder Gruppen sind meist mit umfangreichen Ausgleichsbewegungen des Molek{\"u}lr{\"u}ckgrats gekoppelt. Insbesondere phononenartige Schwingungen konnten hierbei im Vergleich zu bisherigen Publikationen sehr pr{\"a}zise beschrieben werden.},
  subject      = {FIR-Spektroskopie},
  language  = {de}
}