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 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.

Near-infrared (NIR) absorption spectroscopy with tunable diode lasers allows the simultaneous detection of the three most important isotopologues of carbon dioxide (<SUP>12</SUP>CO<SUB>2</SUB>, <SUP>13</SUP>CO<SUB>2</SUB>, <SUP>12</SUP>C<SUP>18</SUP>O<SUP>16</SUP>O) and carbon monoxide (<SUP>12</SUP>CO, <SUP>13</SUP>CO, <SUP>12</SUP>C<SUP>18</SUP>O). The flexible and compact fiber-optic tunable diode laser absorption spectrometer (TDLAS) allows selective measurements of CO<SUB>2</SUB> and CO with high isotopic resolution without sample preparation since there is no interference with water vapour. For each species, linear calibration plots with a dynamic range of four orders of magnitude and detection limits (LOD) in the range of a few ppm were obtained utilizing wavelength modulation spectroscopy (WMS) with balanced detection in a Herriott-type multipass cell. The high performance of the apparatus is illustrated by fill-evacuation-refill cycles.

The performance of a home-built tunable diode laser (TDL) spectrometer, aimed at multi-line detection of carbon dioxide, has been evaluated and optimized. In the regime of the (30<SUP>0</SUP>1)<SUB>III</SUB> / (000) band of <SUP>12</SUP>CO<SUB>2</SUB> around 1.6 μm, the dominating isotope species <SUP>12</SUP>CO<SUB>2</SUB>, <SUP>13</SUP>CO<SUB>2</SUB>, and <SUP>12</SUP>C<SUP>18</SUP>O<SUP>16</SUP>O were detected simultaneously without interference by water vapor. Detection limits in the range of few ppmv were obtained for each species utilizing wavelength modulation (WM) spectroscopy with balanced detection in a long-path absorption cell set-up. High sensitivity in conjunction with high precision —typically ±1‰ and ±6‰ for 3% and 0.7% of CO<SUB>2</SUB>, respectively— renders this experimental approach a promising analytical concept for isotope-ratio determination of carbon dioxide in soil and breath gas. For a moderate <SUP>12</SUP>CO<SUB>2</SUB> line, the pressure dependence of the line profile was characterized in detail, to account for pressure effects on sensitive measurements.