@misc{Kaster2009, author = {Kaster, Jan Mathis}, title = {Untersuchungen zur Specklereduktion bei der Infrarot-Laser gest{\"u}tzten Ferndetektion von TNT-Oberfl{\"a}chenkontaminationen}, year = {2009}, abstract = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Specklereduktion bei der Infrarotlaser-gest{\"u}tzten abbildenden Ferndetektion von TNT-Oberfl{\"a}chenkontaminationen. F{\"u}r die Detektion wird die Probenoberfl{\"a}che mit einem abstimmbaren Quantenkaskadenlaser bei verschiedenen Wellenzahlen im Spektralbereich von 1340cm-1 bis 1380cm-1 bestrahlt, w{\"a}hrend eine Infrarot-Kamera Bilder der bestrahlten Fl{\"a}che aufzeichnet. Diese Bilder werden dann so verarbeitet, dass im Ausgabebild die chemisch spezifische TNT-Absorption durch eine {\"A}nderung der Helligkeit {\"o}rtlich aufgel{\"o}st erkennbar werden. Da koh{\"a}rente Strahlung, welche beispielsweise an optisch rauen Oberfl{\"a}chen reflektiert wird, aufgrund der stochastischen Verteilung der Oberfl{\"a}chenrautiefe mit der einfallenden Strahlung lateral unterschiedlich interferiert, entsteht ein „Rauschen" in der aufgezeichneten Strahlungsleistungsverteilung, das sog. Speckle-Ph{\"a}nomen. Die Empfindlichkeit der oben skizzierten Lasergest{\"u}tzten Messtechnik wird im Wesentlichen durch diesen Effekt limitiert. Um die durch Laserspeckles verursachten Rauschanteile zu reduzieren, gibt es verschiedene M{\"o}glichkeiten. Durch Reduktion von zeitlicher und r{\"a}umlicher Koh{\"a}renz der Strahlung wird deren Interferenzf{\"a}higkeit reduziert und durch Variieren des Specklemusters w{\"a}hrend einer Bildaufzeichnung f{\"u}hren Mittelungen unkorrelierter Rauschanteile zu einer Specklekontrastreduktion. Letztere M{\"o}glichkeit resultiert daraus, dass Laserspeckles statistisch durch die Familie der Gammaverteilungen beschrieben werden k{\"o}nnen. Demnach verbessert sich das Signal-zu-Rausch-Verh{\"a}ltnis mit der Anzahl gemittelter, unkorrelierter Rauschmuster proportional zur Wurzel dieser Anzahl. Ein im MIR-Spektralbereich umsetzbarer Ansatz, der all diese M{\"o}glichkeiten ber{\"u}cksichtigt, wurde bereits 1971 von Lowenthal und Joyeaux vorgeschlagen und im Rahmen der vorliegenden Arbeit f{\"u}r den infraroten Spektralbereich adaptiert. Dazu wird die Strahlung mit zwei CVD-Diamant-Wafern moduliert; ein Wafer ist dabei station{\"a}r und der andere rotiert mit ca. 70Hz. In der vorliegenden Arbeit konnte mit diesem Ansatz eine Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verh{\"a}ltnisses in der betrachteten Strahlungsleistungs¬verteilung von urspr{\"u}nglich 3 auf etwa 45 erzielt werden. So konnten erstmals TNT-Kontaminationen von bis zu 10µg/cm² in einem Abstand von 5m abbildend nachgewiesen werden. Dies entspricht der Kontamination durch einen mit TNT leicht verunreinigten Fingerabdruck.}, subject = {Speckle}, language = {de} }