Нос самолета, „радарный купол", принимает входящие радиосигналы и также передает радиосигналы, посылаемые пилотом. Он сделан из стекловолоконного композита. Но если в процессе производства возникают даже мельчайшие дефекты - например, если в смолу попадают небольшие посторонние частицы, капли воды или пузырьки воздуха, - со временем они могут вызвать мелкие трещины, через которые может просачиваться влага. Это вызывает помехи в радиообмене через нос самолета, внося помехи в сигнал.

В рамках проекта Dotnac исследователи из Института физических методов измерения Фраунгофера IPM в Кайзерслаутерне работают с партнерами в промышленности и исследованиях над разработкой новой системы тестирования: система использует терагерцевые волны для полного сканирования носа самолета, толщина которого составляет несколько сантиметров, и немедленного выявления любых дефектов. Частота терагерцовых волн находится между частотой микроволн, с одной стороны, и инфракрасного света - с другой. Они абсолютно безвредны для людей. Волны генерируются в подвижном шкафу, мало чем отличающемся от тех, что встречаются во многих офисах: он содержит источник микроволнового излучения и всю электронику для управления системой и сбора данных. 

Частотный смеситель умножает частоту генерируемого микроволнового излучения на терагерцовый диапазон. Исследователи подключили собственно измерительный модуль к этому контейнеру с помощью электрических проводов. Этот модуль излучает терагерцевые волны в направлении купола радара. Материал отражает излучение, а детектор, встроенный в этот модуль, анализирует отраженное терагерцовое излучение. Если в материале есть какие-либо пузырьки воздуха или небольшие дефекты, они проявляются в отраженном сигнале. 

Основная задача, стоящая перед исследователями, заключалась в том, чтобы выяснить, какие терагерцовые частоты им придется использовать для бомбардировки материала, чтобы добиться наиболее эффективных результатов при различных дефектах. Более высокие частоты обеспечивают лучшее разрешение, в то время как более низкие частоты вызывают меньше трудностей при проникновении в материал. Исследователи выбирают из диапазона различных частот в зависимости от ошибок, которые исследователи ищут в соответствующем случае. Ученые уже разработали прототип системы тестирования. Это будет представлено на выставке Control, 8-11 мая, в Штутгарте (зал 1, стенд 1502). Примерно через год сканер будет усовершенствован до такой степени, что он будет автоматически сканировать и анализировать нос самолета. На данный момент доступны простые сканеры для определения уровня и поворота симметричных объектов.

Исследователи также разработали другую терагерцевую тестирующую систему, которая анализирует толщину слоев - таких, какие встречаются на самолетах и автомобилях. "Наша терагерцовая измерительная система является одной из немногих достаточно надежных для промышленного использования", - говорит доктор Йоахим Йонушайт, заместитель главы отдела Fraunhofer IPM. Точно так же, как система, которая проверяет нос самолета, эта также состоит из подвижного шкафа вместе с передатчиком и приемником, соединенными с контейнером кабелями длиной пять метров. Эта система работает с очень короткими импульсами терагерцового диапазона. Каждый импульс частично отражается от границ раздела слоев: поверхности первого слоя, границы раздела между первым и вторым слоями и так далее. Чем глубже слой, отражающий импульсы, тем дольше импульсы возвращаются к детектору. Используя время, за которое каждый импульс возвращается к детектору, встроенное программное обеспечение автоматически вычисляет толщину различных слоев.

Большим преимуществом системы является ее надежность. Но как исследователи добились этого? "Прежде всего, мы больше не запускаем лазер, который возбуждает систему открытым лучом, как обычно используется в терагерцовых системах; вместо этого мы подаем его через оптические волокна. И, во-вторых, мы закрепили и расположили оптические элементы, чтобы сделать их механически прочными. Мы также усовершенствовали процессы производства полупроводниковых компонентов - передатчиков и детекторов - чтобы сделать отдельные элементы более устойчивыми ", - объясняет Йонушайт. На выставке Control исследователи продемонстрируют результаты измерений в реальном времени на многослойных пластиковых пленках различной толщины.