Laserabsorptionsspektroskopie - Präzise Überwachung von Spurengasen
Keywords: Laserspektroskopie, Spurengasanalyse, Intracavity Spektroskopie
Bei der intra-cavity-Absorptionsspektroskopie (ICLAS) wird die zu untersuchende Probe direkt in den Laser-Resonator (cavity) eingebracht, anstatt den emittierten Laserstrahl extern durch die Probe zu schicken. Auf diese Weise erhöht sich die Sensitivität gegenüber herkömmlichen Absorptionsmessungen.
Bei der Erfindung aus der TU Dortmund wird diese empfindliche spektroskopische Messmethode in zwei-modiger Ausführung aufgebaut, sodass sich die Auswertung von Intra-cavity-Signalen stark vereinfacht. Das in den Laserresonator eingeleitete Probengas besitzt eine Absorbtionslinie in der Nähe einer der Resonatormoden. Durch die Modenkonkurrenz beeinflusst die Absorption die relative Stärke der beiden Moden: Wird eine abgeschwächt, wird die andere verstärkt. Durch den Energietransfer zwischen den beiden Resonatormoden lässt sich das Gas detektieren und die Konzentration sehr genau bestimmen. In der Luft vorhandene Spurengase wie z. B. Methan oder CO2, können auf diese Weise sehr genau in einer robusten Messanordnung erkannt werden. Auch werden reaktive oder umweltschädliche Gase, die u. a. den Treibhauseffekt begünstigen, erkannt.
Vorteile
- Hohe Nachweisempfindlichkeit
- Hohe spektrale Auflösung der Absorptionsübergänge auch bei Isotopengemischen
- Kleiner und robuster Aufbau eines Gaslasers möglich
Kommerzielle Anwendung
Die verbesserte intra-cavity-Absorptionsspektroskopie der TU Dortmund erlaubt den Einsatz der Messtechnik in der Spurengasanalytik, der industriellen Prozessüberwachung sowie der Sicherheitstechnik. Wirtschaftlich einsetzbar wäre sie überall dort, wo eine besonders hohe Nachweisempfindlichkeit notwendig ist.
Aktueller Stand
Die Erstellung eines Prototypen bzw. die Umsetzung im Labor ist geplant. Entsprechende Förderanträge sind gestellt. Eine Anmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt ist erfolgt. Weitere Nationalisierungen sind im Prioritätsjahr bzw. bei einer späteren PCT-Anmeldung möglich. Wir bieten interessierten Unternehmen die Möglichkeit der Lizenzierung und insbesondere die Weiterentwicklung der Technologie in Zusammenarbeit mit den Erfindern an der TU Dortmund an.
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Eine Erfindung der Technischen Universität Dortmund.