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Q: Quantenoptik
Q 5: Laserspektroskopie I
Q 5.5: Talk
Monday, March 15, 1999, 15:15–15:30, AM2
Optimierung eines Cavity Ring-Down Spektrometers — •Sandra Stry, Daniel Kleine und P. Hering — Institut für Lasermedizin, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, D-40225 Düsseldorf
Der Nachweis bio- und umweltrelevanter Spurengase erfordert hochempfindliche Meßmethoden, die mit einer Zeitauflösung von wenigen Sekunden die absolute Konzentration von Molekülgasen im Sub-ppb Bereich bestimmen können.
Mit der Cavity Ring-Down Spektroskopie (CRDS) können heute Absorptionskoeffizienten mit einer Genauigkeit von 10−10 cm−1 gemessen werden. Die hohe Nachweisempfindlichkeit wird dadurch erreicht, daß sich das zu analysierende Gas in einer Zelle befindet, die mit höchstreflektierenden Spiegeln abgeschlossen ist, so daß virtuelle Absorptionslängen von mehreren Kilometern erreicht werden.
Neben der Spiegelreflektivität ist für die Gewährleistung der hohen Nachweisempfindlichkeit sowohl die Modenanpassung an die Cavity als auch die Auswertung des Cavity-Signals zu optimieren. Der Vergleich verschiedener Auswerte- und Justierverfahren zeigt, daß nicht nur das Signal-zu-Rausch Verhältnis maximiert, sondern auch die Zeit, die für die Auswertung benötigt wird, minimiert werden kann.
Mit einem so optimierten CRDS-Spektrometer lassen sich Spurengase mit einer Zeitauflösung von einigen hundert Mikrosekunden quantitativ hochempfindlich nachweisen.