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Q: Quantenoptik

Q 42: Laser in der Umweltmeßtechnik

Q 42.3: Talk

Friday, April 7, 2000, 12:30–12:45, HS XI

Hochempfindlicher Nachweis von Methanspuren im ppb-Bereich mit NIR-DFB-Diodenlasern — •Heiner Pitz, Volker Ebert und Jürgen Wolfrum — Physikalisch-Chemisches Institut, Universität Heidelberg, INF 253, 69120 Heidelberg

Die optische CH4-Detektion, insbesondere der In-situ-Nachweis von CH4 im 10ppmV-Bereich für sicherheitstechnische Anwendungen in Gasfeuerungen, wird immmer bedeutender[1]. Für Anwendungen in der Umweltphysik (CH4 als effizientes Treibhausgas), sind jedoch wesentlich höhere Empfindlichkeiten erforderlich(Anteil in der Atmosphäre etwa 1,8 ppm).

Vorgestellt wird ein Zweistrahlabsorptionsspektrometer auf Basis eines DFB-Diodenlasers bei 1,65 Mikrometer und einer astigmatischen Herriott-Zelle mit 100m Absorptionslänge, mit dem unter atmosphärischen Bedingungen erstmals eine Nachweisgrenze (3 Sigma) von 1,3 ppbV, entsprechend einer optischen Dichte von 1,6*10-6, erzielt werden konnte. Entscheidend für die Erreichung dieser Auflösung war die weitgehende Kompensation der Amplitudenmodulation und des Amplitudenrauschens des Lasers und die Unterdrückung von Etaloneffekten in der Langwegzelle. Geplant ist nun eine flugtaugliche Version des Spektrometers für den Nachweis von CH4 in der Stratospähre.

[1] Ebert et al. VDI-Berichte Nr 1492, 1999, 441-447