5.2 - Doppel-Frequenzkamm-Spektroskopie für die Spurengasanalyse
- Event
- 17. Dresdner Sensor-Symposium 2024
2024-11-25 - 2024-11-27
Dresden - Band
- Vortrag
- Chapter
- 5. Gasmesstechnik
- Author(s)
- J. Goldschmidt, J. Wöllenstein - Universität Freiburg, Freiburg/D
- Pages
- 47 - 52
- DOI
- 10.5162/17dss2024/5.2
- ISBN
- 978-3-910600-04-1
- Price
- free
Abstract
Die quantitative Analyse von Gasgemischen wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der Prozess-kontrolle über die Medizintechnik bis hin zur Umweltsensorik [1-3]. Etablierte Verfahren sind die Massen-Spektrometrie [4] und die Gas-Chromatographie [5]. Diese Methoden ermöglichen zwar hohe Sensitivitäten bei der Analyse komplexer Gasgemische, erlauben jedoch keine ho-hen Messgeschwindigkeiten. Optische Analyseverfahren basierend auf durchstimmbarem einmodigen Lasern (Tunable Laser Absorption Spectroscopy - TLAS) ermöglichen hohe Messgeschwindigkeiten bei gleichzeitig hoher Sensitivität durch Ausnutzen der Absorption der Laserstrahlung bei Wellenlängen, welche für die Gasprobe charakteristisch sind. Komplexe Gasgemische weisen jedoch mitunter stark überlappende Absorptionen auf, was wiederum zu Querempfindlichkeiten zwischen den Gasspezies führt [6]. Die Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (FTIR) umgeht dies durch die Erhöhung der spektralen Abdeckung, jedoch auf Kosten der Sensitivität [7]. Die Doppel-Frequenzkamm-Spektroskopie (Dual Comb Spectroscopy - DCS) besetzt dabei die Nische zwischen hochsensitiven TLAS-Systemen und breitbandigen FTIRs. Optische Frequenzkämme bieten hohe spektrale Auflösungen bei gleichzeitig moderater bis hoher spektraler Abdeckung, was das Verfahren besonders für die Detektion der schmalen Absorptionen kleiner Gasmoleküle interessant macht [8].