Neue OPO-Konzepte für den Einsatz im photoakustischen Spurengasnachweis

• Applicant: Privatdozent Dr. Frank Kühnemann
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 1999 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5159854

Die moderne in-situ Spurengasanalytik benötigt hochempfindliche und transportable Nachweisgeräte. Die Photoakustische Spektroskopie (PAS) mit Infrarot-Lasern erlaubt den Nachweis zahlreicher atmosphärisch relevanter Spurengase im sub-ppbBereich. Bei den bisher zur Verfügung stehenden CO-Gaslasern (3-8 µm) ist jedoch durch die diskreten Emissionsfrequenzen die Selektivität des Nachweises limitiert, und der aufwendige Betrieb der Laser erlaubt nur einen stationären Einsatz im Labor. Auf der Basis eines kontinuierlich gepumpten Optisch-Parametrischen Oszillators (OPO) soll hier erstmals ein kompaktes, mobiles System geschaffen werden, das den zuverlässigen und einfachen Betrieb einer Festkörper-Strahlungsquelle mit der Empfindlichkeit des Photoaktustischen Nachweises verbindet. OPOs auf der Basis quasi-phasenangepaßter Kristalle emittieren zwischen 1,5 und 4 µm ausreichende Leistung bei freier Wahl der Emissionswellenlänge und erlauben so eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit und Selektivität im Vergleich zu den Gaslasern. Das eröffnet zahlreiche neue Anwendungen in der atmosphärischen Umweltanalytik, der Pflanzenphysiologie und in der Prozeßkontrolle. Das neue System soll in Feldexperimenten zum Nachweis der Emission atmosphärisch relevanter Spurengase durch die Vegetation eingesetzt werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Major Instrumentation: Wavemeter
• Instrumentation Group: 5800 Photodetektoren, -zellen, -widerstände für UV-VIS