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Q: Quantenoptik

Q 42: Laser in der Umweltmeßtechnik

Q 42.2: Talk

Friday, April 7, 2000, 12:15–12:30, HS XI

Isotopomerenselektiver Nachweis von atmosphärischem Methan mit einem IR-Cavity-Leak-Out-Spektrometer — •H. Dahnke¹, D. Kleine¹, M. Mürtz¹, P. Hering¹ und W. Urban² — ¹Institut für Lasermedizin, Universität Düsseldorf — ²Institut für Angewandte Physik, Universität Bonn

Die atmosphärische Konzentration des Treibhausgases Methan hat sich in den letzten 300 Jahren auf ca. 1,75 ppm verdoppelt. Es setzt sich neben dem Hauptisotopomer im wesentlichen aus zwei weiteren Methanisotopomeren zusammen, deren Verhältnis im Prozentbereich und darunter liegt. Die Messung dieses Isotopomerenverhältnisses in der Atmosphäre ermöglicht es, verschiedene Produktions- und Abbauprozesse anhand der unterschiedlichen Isotopomerensignaturen zu unterscheiden.
Die von uns verwendete Cavity-Leak-Out-Spektroskopie (CALOS) ist eine methodische Weiterentwicklung der Cavity-Ring-Down-Spektroskopie (CRDS), die den Einsatz schmalbandiger cw-Laser erlaubt [1]. Das neu entwickelte CO-Oberton-Laser-Seitenbandspektrometer wird für die CALOS im Wellenlängenbereich um 3 µm eingesetzt. Mit Hilfe dieses frequenzabstimmbaren Spektrometers wurden Absorptionskoeffizienten bis zu 10⁻⁸/cm nachgewiesen. Diese hochempfindliche Absorptionstechnik erlaubt es erstmals, auch die in Konzentrationen von wenigen ppb vorliegenden Isotopomere des atmosphärischen Methans quantitativ zu bestimmen. Das Projekt wird gefördert von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt.

[1] M. Mürtz, B. Frech, W. Urban, Appl. Phys. B 68, 243 (1999)