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Terahertz (THz) Strahlung hat viele einzigartige Eigenschaften. Am wichtigsten ist, dass diese elektromagnetischen Wellen dielektrische Materialien "durchschauen" können, und in biologischen Systemen keine Ionisationschäden verursachen. Außerdem können batteriebetriebene und kompakte THz-Komponenten in Silizium-Prozesstechnologie entwickelt werden. All diese Eigenschaften sind sehr attraktiv für diverse industrielle Bildgebungsanwendungen. Die zweidimensionale (2D) Bildgebung gibt jedoch nicht genügend Informationen über ein Objekt insbesondere bei der Durchsichtsbildgebung. Die dreidimensionale (3D) Bildgebung ist für diese Art der Inspektion und Objektidentifikation deutlich besser geeignet. Leider sind für die 3D-THz-Bildgebung bisher phasenkohärente Systeme erforderlich. Diese sind teuer, voluminös und verbrauchen viel Strom. Außerdem können Bilder nur mit langsamen Raster-Scans erfasst werden. Bis heute ist die Zweckmäßigkeit von kohärenten THz-Systemen sehr begrenzt und gibt keine klare Perspektive, den Bilddynamikbereich oder die Anzahl der Pixel zu erhöhen. Diese Dissertation bietet einen Paradigmenwechsel, indem sie erstmals die Lichtfeld-Bildgebung mit THz-Wellen addressiert. Die Lichtfeldtechnik ermöglicht eine 3D-Abbildung durch Analyse der Position und Richtung inkohärenter Lichtstrahlen, ohne dass eine Phaseninformation benötigt wird. Diese Methode wird heute weitläuftig für die Computerbildgebung mit visuellem Licht verwendet. Aus der Systemperspektive ist die THz-Lichtfeld-Bildgebung sehr interessant, da sie siliziumintegrierte und linsengekoppelte inkohärente THz-Pixelarrays benötigt, die in Bezug auf Frequenz und Pixelanzahl über Ein-Chip- und Multi-Chip-Konfigurationen hoch skalierbar sind. In dieser Dissertation blicken wir zunächst auf die grundlegenden Ideen der Lichtfeld-Bildgebung zurück und stellen die Besondereheiten für deren Anwendung im THz-Bereich heraus. Daraufhin wird die THz-Lichtfeld-Bildgebung experimentell mit einem Scanning-basierten Bildgebungsaufbau verifiziert. Außerdem wird ein Multi-Chip-Skalierungsansatz vorgeschlagen, um wirtschaftliche und praktische Lichtfeldsysteme für die 3D-THz-Bildgebung in Echtzeit und mit nur einer einzigen Aufnahme zu ermöglichen. Ein siliziumintegriertes THz-Quellen-Array und eine THz-Kamera werden ebenfalls entwickelt und charakterisiert. Diese Systems-on-a-Chip (SoCs) bieten die digitale Schnittstelle und Programmierbarkeit, die für die Multi-Chip-Skalierung erforderlich ist. Das 8x8 Pixel 0,42 THz Source-Array SoC weist im Vergleich zum Stand der Technik eine deutlich höhere THz-Stahlungsleistung und Integrationsdichte auf. Es bietet auch eine außergewöhnliche Beleuchtungs-Rekonfigurierbarkeit mit räumlichen Mustern und Chopping-Frequenzmultiplexing. Das breitbandinge 32x32 Pixel große THz-Kamera-SoC, das THz-Bildgebungssysteme entwickelt wurde die ausschließlich auf Siliziumkomponenten basieren, ist ebenfalls ein volldigitales System mit dem kompaktesten Formfaktor und dem geringsten Stromverbrauch. Aufbauend auf diesem SoC wird auch eine Multi-Chip-THz-Lichtfeldkamera entwickelt und demonstriert. Die Lichtfeldtechnik ist ein disruptiver Ansatz für die THz-Bildgebung. Die grundlegende Analyse, die Experimente und die Hardware, die in dieser Arbeit vorgestellt wurden, ermöglichen nun vollwertige THz-Lichtfeld-Bildgebungssysteme in Echtzeit. Es ist das erste Mal, dass dedizierte Komponenten für die siliziumintegrierte THz-Lichtfeld-Bildgebung erforscht werden. Sie werden als entscheidende Bausteine für die wissenschaftliche Gemeinschaft dienen, um viele neue Bildgebungsanwendungen und Ideen zu konzipieren und zu testen.

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