Fasergekoppelte NIR-Diodenlaser-Spektrometer zur simultanen und isotopen-aufgelösten Messung von CO und CO2 : Anwendungen in Plasma-Diagnostik und Bodengasanalyse

  • Die Anwendung zweier ähnlicher fasergekoppelte Diodenlaser-Spektrometer-Systeme werden vorgestellt. Basis sind handelsübliche DFB-Laserdioden der optischen Kommunikationstechnik. Der faseroptische Aufbau, das Detektionsverfahren (2f Wellenlängenmodulations-Spektroskopie mit Balanced Receiver), Rauschverhalten und Detektionslimit werden diskutiert. Zur in-situ Plasma-Diagnostik von CO- und CO2-Konzentrationen in industriellen CO2-Lasern der Materialbearbeitung wurde eine Wellenlänge von 1582 nm verwendet. Bei einem Gasdruck von 100 hPa und einer Absorptionsweglänge von 14,9 cm wurden mit einer Laserdiode simultan CO- und CO2-Konzentrationen von 0% bis 11% im Gasgefäß bei laufender Hochfrequenzgasentladung des CO2-Lasers zeitaufgelöst gemessen. Vorgestellt und diskutiert werden Aufbau und Eigenschaften des Spektrometers sowie die Ergebnisse der dynamischen Gasanalysen, die zu einer Verbesserung der Katalysator-Technik im CO2-Laser beigetragen haben.Mit isotopenaufgelöster CO- und CO2-Spektroskopie können biologische GasaustauschprozesseDie Anwendung zweier ähnlicher fasergekoppelte Diodenlaser-Spektrometer-Systeme werden vorgestellt. Basis sind handelsübliche DFB-Laserdioden der optischen Kommunikationstechnik. Der faseroptische Aufbau, das Detektionsverfahren (2f Wellenlängenmodulations-Spektroskopie mit Balanced Receiver), Rauschverhalten und Detektionslimit werden diskutiert. Zur in-situ Plasma-Diagnostik von CO- und CO2-Konzentrationen in industriellen CO2-Lasern der Materialbearbeitung wurde eine Wellenlänge von 1582 nm verwendet. Bei einem Gasdruck von 100 hPa und einer Absorptionsweglänge von 14,9 cm wurden mit einer Laserdiode simultan CO- und CO2-Konzentrationen von 0% bis 11% im Gasgefäß bei laufender Hochfrequenzgasentladung des CO2-Lasers zeitaufgelöst gemessen. Vorgestellt und diskutiert werden Aufbau und Eigenschaften des Spektrometers sowie die Ergebnisse der dynamischen Gasanalysen, die zu einer Verbesserung der Katalysator-Technik im CO2-Laser beigetragen haben.Mit isotopenaufgelöster CO- und CO2-Spektroskopie können biologische Gasaustauschprozesse, z.B. in Gasen aus dem Erdboden untersucht werden. Hierzu wurde ein fasergekoppeltes feldtaugliches Diodenlaser-Spektrometer bei Wellenlängen um 1605 nm zur Messungder Isotopologe 12C16O, 13C16O, 12C18O und 12C16O2, 13C16O2, 12C18O16O aufgebaut. Die Messung erfolgt extraktiv in Langwegzellen mit unterschiedlichen Absorptionsweglängen von 100.9 m und 29.9 m. Es werden Kalibrationsmessungen zur Linearität und zur Präzision der Bestimmung der Isotopenverhältnisse sowie Wiederholungsmessungen zur Stabilität vorgestellt. Nachweisgrenzen von wenigen ppm konnten für die CO- und CO2-Isotopologen erhalten werden.show moreshow less

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Metadaten
Author:Rainer Engelbrecht, Steffen Lau, Katharina Salffner, Hans-Gerd Löhmannsröben
URN:urn:nbn:de:kobv:517-opus-12348
Series (Serial Number):Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe, ISSN 1866-8372 (paper 013)
Document Type:Postprint
Language:German
Date of Publication (online):2007/02/06
Year of Completion:2006
Publishing Institution:Universität Potsdam
Release Date:2007/02/06
Source:Anwendungen und Trends in der optischen Analysenmesstechnik : 5. Konferenz über optische Analysenmesstechnik in Industrie und Umwelt : Konferenz Mannheim, 26. bis 27. September 2006. - Düsseldorf : VDI Verlag GmbH, 2006. - p. 97 - 114. - (VDI-Berichte ; 1959). - ISBN 3-18-091959-0
RVK - Regensburg Classification:RVK
Organizational units:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Chemie
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 54 Chemie / 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Collections:Universität Potsdam / Aufsätze (Pre- und Postprints) / Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Chemie / Physikalische Chemie
Notes extern:
This paper was first published in:
Anwendungen und Trends in der optischen Analysenmesstechnik : 5. Konferenz über optische Analysenmesstechnik in Industrie und Umwelt : Konferenz Mannheim, 26. bis 27. September 2006. - Düsseldorf : VDI Verlag, 2006. - p. 97 - 114
(VDI-Berichte ; 1959)
ISBN 3-18-091959-0