Höchstempfindliche Infrarot-Laserspektroskopie mit einem "Cavity-Leak-Out"-Verfahren

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Das vorgeschlagene Projekt befasst sich mit einer neuen Laserspektroskopiemethode, der sogenannten Cavity-Leak-Out-Spektroskopie (CALOS). Dieser Ansatz - eine Weiterentwicklung der Cavity-Ring-Down-Spektroskopie (CRDS) - basiert auf dem Einsatz von frequenzstabilen Dauerstrichlasern in Kombination mit einem optischen Resonator hoher Güte. Der Antragsteller konnte kürzlich in einem Vorexperiment mit "fliegendem" Aufbau erstmals demonstrieren, dass die CALOS-Methode im mittleren Infrarot ein großes Potential für die höchstempfindliche "Online"-Analytik von molekularen Spurengasen besitzt. Trotz des vorläufigen Charakters des Experiments konnten bereits Spurengase in ppb-Konzentrationen (d.h. in einer Verdünnung von 1:109) nachgewiesen werden. In dem vorgeschlagenen Projekt soll die Methode systematisch untersucht und erstmals auch auf den Wellenlängenbereich um 5 µm ausgedehnt werden; ein Spektralbereich, in dem die Absorptionsbanden von wichtigen molekularen Gasen, z.B. CO, NO, CO2 usw., liegen. Die zu erwartenden Ergebnisse sind wichtige Grundlagen für die Anwendung dieser aussichtsreichen, universellen Methode in allen Gebieten, in denen gleichzeitig hohe Anforderungen an Empfindlichkeit, Selektivität und Ansprechzeit gestellt werden. Ein Beispiel dafür ist die medizinische Atemgasanalytik, bei der unter anderem 14NO und 15NO eine wichtige Rolle spielen.