Quantenkaskadenlaser: spektrale Eigenschaften und Eignung für die hochauflösende Molekülspektroskopie

量子级联激光器：光谱特性和高分辨率分子光谱的适用性

• 批准号: 5318340
• 负责人: Professor Dr. Manfred Mürtz
• 金额: --
• 依托单位: Institute der Medizinischen Fakultät am Universitätsklinikum Düsseldorf
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2000-12-31 至 2004-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5318340?language=en
• 关键词: Quantenkaskadenlaser; spektrale; Eigenschaften; und; Eignung

Das vorgeschlagene Projekt befasst sich mit einem neuen Lasertyp für den mittleren Infrarotbereich (MIR), dem Quantenkaskadenlaser bzw. Quantum Cascade Laser (QC-Laser). Es handelt sich dabei um einen Halbleiterlaser, der 1994 in den Bell Labs zum ersten Mal erfolgreich hergestellt wurde. Prinzipiell kann man mit diesem Lasertyp den Wellenlängenbereich von 3 bis 17 µm abdecken. Der entscheidende Vorteil des QC-Lasers gegenüber anderen Infrarotlasern für diesen Spektralbereich besteht darin, dass er kontinuierliche Durchstimmbarkeit mit einer vergleichsweise hohen Ausgangsleistung (bis zu 100 mW) verbindet. Diese Eigenschaften machen den QC-Laser zu einem vielversprechenden Lasersystem für die Molekülspektroskopie mit hoher Auflösung und Empfindlichkeit. In der Arbeitsgruppe von Prof. Urban, Universität Bonn, sind unter Mitarbeit des Antragstellers bereits Experimente zur Bestimmung der spektralen Linienbreite durchgeführt worden. Aufbauend auf diesen Vorexperimenten in Bonn wollen wir in dem vorgeschlagenen Projekt an der Universität Düsseldorf die spektralen Eigenschaften des QC-Lasers systematisch untersuchen und die Eignung des Lasers für die Infrarot-Spektroskopie überprüfen. Im Vordergrund werden dabei Fragen zur Amplitudenstabilität, zur Frequenzstabilität, zur Frequenzdurchstimmbarkeit und zur Strahlqualität stehen. Der direkte Vergleich mit konkurrierenden Lasersystemen, CO-Laser und Bleisalzdiodenlaser wird Aufschluss über die Leistungsfähigkeit der QC-Laser für die Molekülspektroskopie geben. Aufgrund unserer experimentellen Vorarbeiten erwarten wir, dass sich dieser neue Lasertyp bald etablieren und in Zukunft große Bedeutung für die Verwirklichung von kompakten und mobilen Laserspektrometern erlangen wird. Die geplanten Untersuchungen sollen die Grundlagen für den Einsatz des QC-Lasers als Strahlungsquelle für die hochauflösende und hochempfindliche Molekülspektroskopie schaffen und ihre Anwendung in der Spurengasanalytik demonstrieren.

这一先进的工程最好采用一种新型的用于小型红外（MIR）的激光器，即量子阱激光器。量子级联激光器（QC激光器）。1994年在贝尔实验室用一台半导体激光器做了第一次实验。Prinzipiell可以使用3至17 µm波长的激光进行健康检查。这是一种用于最佳频谱传输的准分子激光器和红外激光器，其连续的功率密度可以达到100 mW。这种特性可以在一个用于分子光谱的激光系统中对QC-Laser进行加工，该系统具有更高的Auflösung和Emfindlichkeit。在波恩大学Urban教授的工作组中，有一个由众多的Antragstellers组成的实验组，用于对沃登中的光谱线进行测量。在波恩的实验室将在杜塞尔多夫大学的一个实验项目中进行，该项目将研究QC激光器的光谱特性系统，并研究用于红外光谱的激光器的特性。Im Vordergrund韦尔登dabei Fragen zur Amplitudenstabilität，zur Frequenzstabilität，zur Frequenzdurchstimmbarkeit und zur Strahlqualität stehen.直接与专业激光系统、CO激光器和Bleisalzdiodenlaser配合使用，可提高QC激光器对分子光谱的灵敏度。在我们的实验中，我们发现这种新的激光类型可以被安装，并且可以在很大程度上用于测量和移动埃尔兰根的激光光谱仪。Die geplanten Untersuchungen sollen die Grundlagen für den Einquisites des QC-Lasers als Strahlungsquelle für die hochauflösende und hochempfindliche Molekülspektroskopie schaffen und ihre Anwendung in der Spurengasanalytik demonstrieren.