Auch wenn die Schwierigkeiten bei der Erzeugung und Erkennung von THz-Strahlung heute weitgehend überwunden sind, wurde dieser Teil des elektromagnetischen Spektrums in der Vergangenheit als THz-Lücke bezeichnet. Aus elektronischer Sicht war die effiziente Erzeugung und Übertragung von THz-Strahlung aufgrund der hohen Verluste im Vergleich zur ausgereiften GHz-Technologie begrenzt. Heutzutage ermöglichen kommerzielle THz-Systeme eine zuverlässige lineare Untersuchung von THz-Signalen und bieten einen hohen Dynamikbereich. Dennoch erfordern einige Experimente verschiedene Aspekte wie hohe Bandbreite, starkes elektrisches Feld oder Frequenzabstimmbarkeit, die von diesen kommerziellen Systemen normalerweise nicht erfüllt werden können. In unserer Gruppe versuchen wir, verschiedene Methoden der THz-Erzeugung mit unserer Erfahrung in der Entwicklung von Hochleistungslasern zu kombinieren. Wenn hohe elektrische THz-Felder gefragt sind, haben sich die Forscher bisher auf Laserquellen wie Ti:Saphir-Laser mit niedrigen Wiederholraten von 1 kHz oder weniger zurückgezogen. Wir setzen moderne, Ytterbium-basierte Lasersysteme mit hohen Pulsenergien bei hohen Repetitionsraten ein, die 10s bis 100s kHz und Pumpleistungen bis zu 500 W erreichen. Bisher hat sich der anorganische Kristall Lithiumniobat aufgrund seiner hohen Nichtlinearität als hervorragende Wahl erwiesen. Die Kombination von hoher Laserleistung mit einem solchen Kristall ermöglicht es uns, eine nichtlineare THz-Quelle mit hoher Wiederholrate zu schaffen, die die Messzeiten von Tagen auf Stunden verkürzt oder sie überhaupt erst möglich macht. Während das THz-Spektrum von Lithiumniobat typischerweise auf Frequenzen unter 3 THz beschränkt ist, ermöglicht eine Plasmaquelle um Größenordnungen höhere Bandbreiten und ist für die THz-Spektroskopie interessant, erfordert aber typischerweise recht hohe Pulsenergien. Für Systeme mit höheren Wiederholraten haben sich in den letzten Jahren organische Kristalle als hocheffiziente THz-Quellen etabliert. Im Vergleich zu ihren anorganischen Gegenstücken wie Lithiumniobat oder Galliumphosphid sind sie speziell auf eine geringe Fehlanpassung des Brechungsindexes bei Pump- und THz-Wellenlänge ausgelegt und bieten wesentlich breitere THz-Spektren. Photoleitende Antennen- und Großflächenstrahler sind ebenfalls interessante Strahler, vor allem in Verbindung mit rauscharmen Laserquellen und nachgewiesenen hohen Dynamikbereichen für Spektroskopieanwendungen. Eine ganz andere Klasse von Emittern sind spintronische THz-Emitter (STE), die den Spin des Elektrons nutzen und nicht die Ladung, wie es bei den zuvor genannten Erzeugungsmethoden üblich ist. In unserer Arbeitsgruppe versuchen wir, diese verschiedenen Arten von Emittern leistungsmäßig zu skalieren, um die nächste Generation von THz-Time-Doman-Spektroskopie-Systemen aufzubauen.