Bonn 2000 – scientific programme

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Q: Quantenoptik

Q 42: Laser in der Umweltmeßtechnik

Q 42.1: Talk

Friday, April 7, 2000, 11:45–12:15, HS XI

Schrotrauschbegrenzter Sauerstoffnachweis mit VCSEL-Diodenlasern bei 760 nm — •Peter Vogel, Volker Ebert und Jürgen Wolfrum — Physikalisch-Chemisches Institut, Universität Heidelberg, INF 253, 69120 Heidelberg

Zur Vermeidung der Korossionsanfälligkeit und der unzureichenden Spezifität der technisch üblichen Sauerstoff-Detektionsverfahren wurde ein kompaktes, robustes Zweistrahl-Laserspektrometer auf Basis von VCSEL-Diodenlasern zum berührungsfreien O2-Nachweis entwickelt und getestet. Zuvor wurden die für die Stabilität und Auflösung des Spektrometers wichtigen spektralen Eigenschaften des VCSEL, wie Abstimm- und Polarisationseigenschaften sowie Seitenmodenunterdrückung ermittelt. Hierbei zeigten sich zwischen verschiedenen VCSELs oft drastische Unterschiede z.B. im Polarisationsverhalten. Trotz der nur 20 cm langen Me*zelle, der geringen Absorptionsstärken der O2-Übergänge bei 760 nm und der geringen Ausgangsleistung der Laser von etwa 0.7 mW konnte unter atmosphärischen Bedingungen eine Nachweisgrenze von 35 ppmV O2 erreicht werden, was einer optischen Dichte von 7.7*10-7 entspricht. Aus deren spezifischer Leistungsabhängigkeit kann geschlossen werden, dass die Nachweisgrenze des VCSEL-basierten Spektrometers schrotrausch-limitiert ist.