Mainz 1997 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P VIII: HV VIII

P VIII.1: Hauptvortrag

Donnerstag, 6. März 1997, 11:45–12:30, P 1

CARS-Anwendung in der Diagnostik von Niedertemperaturplasmen — •J. Uhlenbusch — Institut für Laser– und Plasmaphysik, Heinrich–Heine–Universität Düsseldorf

Die kohärente Anti-Stokes-Ramanstreuung (CARS) verwendet Laserstrahlen der Frequenz ω_p und ω_p^′ (Pumpstrahlen) und einen Laserstrahl der Frequenz ω_s (Stokesstrahl), um ein Anti-Stokessignal der Frequenz ω_AS   =   ω_p   + ω_p ′ − ω_s zu erzeugen. Wenn die Differenz ω_p − ω_s auf einen Ramanübergang eines Moleküls abgestimmt wird, weist das Anti-Stokessignal eine Intensität auf, die dem Quadrat der Besetzungsdichtedifferenz zwischen oberem und unterem Niveau proportional ist. Daher kann man mit CARS bei geeigneter Strahlführung der beteiligten Laserstrahlen mit Raumauflösung Moleküldichten vermessen und bei Boltzmannbesetzung Temperaturen herleiten. CARS wird zum Verständnis von Verbrennungsvorgängen unter Normaldruck bereits seit Jahren erfolgreich eingesetzt. Im Vortrag wird ausgeführt, daß diese Technik auch zur Diagnostik molekülbestimmter Plasmen bis in den Druckbereich 1 Pa genutzt werden kann. Beispielhaft werden Messungen an einer CO₂-Laserentladung, einem mikrowellenangeregten Prozeßplasma, einer magnetisierten Hohlkathodenentladung in Wasserstoff, einer Mikrowellen- und einer Barrierenentladung in einem Stickstoff-Stickoxidgemisch unter Normaldruck behandelt. Dabei werden der Einfluß von Temperatur- und Dichtegradienten sowie Sättigungseffekte auf das CARS-Signal diskutiert.