Die beiden durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekte IRLDEX und TeraTom werden in enger Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft durchgeführt. Auch die Landesregierung unterstützt in ihrem Innovationscluster „Future Security BW“
die neue Hightech-Sicherheitstechnik.

Projekt TeraTom – der „Schuhscanner“

Wer viel fliegt, kennt das Problem: Um sicherzustellen, dass im Absatz der Schuhe kein Sprengstoff versteckt ist, müssen Flugreisende bei der Sicherheitskontrolle am Flughafen die Schuhe ausziehen, damit sie durchleuchtet werden können – eine für alle Beteiligten unbequeme und zeitraubende Prozedur.

Doch jetzt ist eine Lösung in Sicht: Elektromagnetische Wellen mit Frequenzen von einigen 100 Gigahertz haben faszinierende Eigenschaften. Sie durchdringen trockene Materialien, wie etwa Leder oder Kunststoffe, sind aber im Gegensatz zu Röntgenstrahlung nicht ionisierend und stellen daher keine gefährliche Strahlenbelastung für den Menschen dar.

Mit dieser innovativen Technik ist es prinzipiell möglich, einen 3D-Scanner zu entwickeln, mit dem man in das Innere von Schuhen oder auch unter medizinische Verbände „sehen“ kann, und zwar ohne den Passagier einer schädlichen Strahlenbelastung auszusetzen.

Voraussetzung hierfür ist jedoch die Verfügbarkeit von integrierten Schaltungen, die bei extrem hohen Frequenzen arbeiten und damit in den Tera-Hertz-Bereich vorstoßen. Aufgrund der besonders hohen technologischen Herausforderungen sind derartige Komponenten noch nicht kommerziell verfügbar, es besteht entsprechender Forschungsbedarf. Das Fraunhofer IAF ist eines der wenigen Forschungsinstitute weltweit, die dies überhaupt leisten können. Erst kürzlich ist es den Forschern aus Freiburg gelungen, einen Transistor herzustellen, der Frequenzen von über 500 Giga-Hertz verstärken kann - ein Spitzenergebnis, auch im internationalen Vergleich.

Projekt IRLDEX – Explosivstoffe „sehen“

Das berührungslose Aufspüren von Explosivstoffen über Entfernungen von mehreren Metern ist aufgrund der extrem anspruchsvollen technischen Herausforderungen derzeit weltweit ein noch ungelöstes Problem. Die Terroranschläge von London und Madrid, aber auch die gescheiterten Anschläge auf ICEs der Deutschen Bahn, haben den dringenden Bedarf an neuen technischen Lösungen zur Früherkennung von explosiven Stoffen gezeigt. Viele Explosivstoffe weisen charakteristische Absorptionen im infraroten Spektralbereich auf, darunter auch die bei terroristischen Anschlägen oft verwendeten Substanzen TNT und TATP. Werden verdächtige Objekte mit einem speziellen im Infraroten emittierenden Halbleiterlaser beleuchtet, so kann man verräterische Spuren explosiven Materials selektiv
erkennen. Der erstmalige Funktionsnachweis dieses Prinzips wurde am Fraunhofer IAF im Labormaßstab bereits erbracht.

Für ein praxistaugliches System ist eine punktuelle Messung jedoch nicht ausreichend – ein bildgebendes Verfahren wäre das Optimum. Genau darauf zielt das Forschungsprojekt IRLDEX ab. Eine Szene wird mit maßgeschneiderten, am IAF entwickelten Infrarot-Halbleiterlasern beleuchtet und mit einer speziell angepassten Infrarot-Kamera aufgezeichnet und die so erhaltenen Bilder analysiert. Mit Explosivstoffen kontaminierte Stellen werden so direkt sichtbar gemacht. Vom Laboraufbau zum praxistauglichen Sensor – das wäre ein riesiger Fortschritt in der Sicherheitstechnik.

Ein weiterer Erfolg für das Fraunhofer IAF:

Das Land Baden-Württemberg hat der Aufnahme des Instituts in die gemeinsame Forschungsförderung von Bund und Ländern zugestimmt. Damit wird das IAF künftig erstmals über eine zivile Grundfinanzierung verfügen - eine deutliche Stärkung des Standorts Freiburg in der zivilen Sicherheitsforschung.

Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF