Auch wenn die Schwierigkeiten bei der Erzeugung und Detektion 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 hoher Verluste im Vergleich zur ausgereiften GHz-Technologie nur begrenzt möglich. Heutzutage ermöglichen kommerzielle THz-Systeme eine zuverlässige lineare Untersuchung von THz-Signalen und bieten einen hohen Dynamikbereich. Dennoch erfordern einige Experimente andere Eigenschaften wie eine hohe Bandbreite, ein starkes elektrisches Feld oder eine Frequenzabstimmbarkeit, die mit diesen kommerziellen Systemen in der Regel nicht erreicht werden können. In unserer Gruppe versuchen wir, verschiedene Methoden der THz-Erzeugung mit unserem Fachwissen in der Entwicklung von Hochleistungslasern zu kombinieren. Wenn hohe elektrische THz-Felder benötigt werden, mussten Forscher bisher auf Laserquellen wie Ti:Saphir-Laser mit niedrigen Wiederholungsraten von 1 kHz oder weniger zurückgreifen. Wir verwenden moderne, auf Ytterbium basierende Lasersysteme mit hohen Pulsenergien bei hohen Wiederholungsraten von 10 bis 100 kHz und einer Pumpleistung von bis zu 500 W. Bislang hat sich der anorganische Kristall Lithiumniobat aufgrund seiner hohen Nichtlinearität als ausgezeichnete Wahl erwiesen. Durch die Kombination einer hohen Laserleistung mit einem solchen Kristall können wir eine nichtlineare THz-Quelle mit hoher Wiederholungsrate schaffen, wodurch sich die Messzeiten von Tagen auf Stunden verkürzen oder überhaupt erst möglich werden. Während das THz-Spektrum von Lithiumniobat in der Regel auf Frequenzen unter 3 THz beschränkt ist, ermöglicht eine Plasmaquelle Bandbreiten in einer höheren Größenordnung und ist für die THz-Spektroskopie interessant, erfordert jedoch in der Regel recht hohe Pulsenergien. Für Systeme mit höherer Wiederholungsrate haben sich in den letzten Jahren organische Kristalle als hocheffiziente THz-Quelle einen Namen gemacht. Im Vergleich zu ihren anorganischen Pendants wie Lithiumniobat oder Galliumphosphid sind sie speziell für eine geringe Fehlanpassung des Brechungsindex bei der Pump- und THz-Wellenlänge ausgelegt und bieten viel breitere THz-Spektren. Photoleitfähige Antennen und großflächige Emitter sind ebenfalls interessante Emitter, insbesondere in Verbindung mit rauscharmen Laserquellen und nachgewiesenen hohen Dynamikbereichen für spektroskopische Anwendungen. Eine völlig andere Klasse von Emittern sind spintronische THz-Emitter (STE), die anstelle der Ladung den Spin des Elektrons nutzen, 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-Zeitbereichsspektroskopiesystemen zu entwickeln.