Dokument: Ein mobiler Differenzfrequenzlaser für
den höchstempfindlichen Spurengasnachweis mit einem Infrarot Cavity
Leak-Out Spektrometer.

Titel:	Ein mobiler Differenzfrequenzlaser für den höchstempfindlichen Spurengasnachweis mit einem Infrarot Cavity Leak-Out Spektrometer.
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2072
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20011214-000072-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Stry, Sandra [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 8,61 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Hering, Peter [Gutachter] Prof. Dr. Kleinermanns, Karl [Gutachter]
Stichwörter:	Differenzfrequenz, Laser, DFG, CRDS, Leak-Out, CALOS, CavityRing-Down, Spurengasnachweis, Infrarot-Spektrometer, Quasiphasenanpassungdifference frequency, laser system, crds, cavity leak-out, tracegas,spectroscopy,quasi phasematching, PPLN, CALOS, infrared spectrometer
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Beschreibung:	Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Differenzfrequenz-(DFG)-Lasersystem für ein transportables Cavity Leak-Out (CALO) Spektrometer aufgebaut. Realisiert wurde ein kompakter Aufbau eines Differenzfrequenz- lasersystem, gebildet aus einem durchstimmbaren Diodenlaser und einem Nd:YAG Laser. Die Frequenzkonversion erfolgt in einem periodisch gepolten LiNbO3 Kristall. Es konnte ein DFG-Laser mit einer Konversionseffizienz von 0,04 %/(W?cm) realisiert werden, was einer maximalen DFG-Leistung von 27 µW entspricht. Diese hohe Konversionseffizienz konnte unter anderem durch Optimierung der Fokussierungsparameter mit Hilfe der durchgeführten Rechnungen zum DFG-Prozess erreicht werden. Des Weiteren konnten mit diesen Rechnungen Aussagen über das Durchstimmverhalten und die maximal erreichbare DFG-Leistung gewonnen werden. Mit dem aufgebauten DFG-System wurde 43 % der theoretisch möglichen Leistung erreicht. Das DFG-Lasersystem ist im Bereich zwischen 2797 cm-1 und 3180 cm-1 bzw. 2947 cm-1 und 3340 cm-1 lückenlos abstimmbar und verfügt über einen modensprungfreien Feinabstimmbereich von 1,7 cm-1 bzw. 52 GHz. Die Abstimmung des Lasersystems erfolgt unproblematisch über die Einstellung der geeigneten Polungsperiode, der Kristalltemperatur und der passenden Diodenlaserwellenlänge. Dies geschieht innerhalb weniger Minuten. Das aufgebaute DFG-Lasersystem (60 x 80 cm) wurde so geplant, dass sich die für die CALO-Spektroskopie erforderlichen Komponenten leicht in den Aufbau integrieren lassen. Die Nachweisempfindlichkeit des Spektrometers (rauschäquivalenter Absorptionskoeffizient) liegt bei 2·10-8 cm-1. Die Einsatzfähigkeit des transportablen Spektrometers für den atmosphärischen bzw. medizinischen Spurengasnachweis wurde anhand von Methan und Ethan demonstriert. Anhand des umweltrelevanten Treibhausgases Methan konnte gezeigt werden, dass das DFG-CALO-Spektrometer zum isotopomerenselektiven Nachweis von Spurengasen in Umgebungsluft geeignet ist. Für Ethan und Methan wurde eine Nachweisgrenze von 1 ppb erzielt. Die Ergebnisse mit diesem ersten transportablen DFG-CALO-Spektrometer zeigen, dass es sich für den hochempfindlichen, isotopomerenselektiven und querempfindlichkeitsfreien Echtzeitnachweis von Spurengasen in unaufbereiteten Luft- oder Atemproben eignet.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Physik
Dokument erstellt am:	14.12.2001
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	14.12.2001
Datum der Promotion:	14.12.2001