Jena 2013 – wissenschaftliches Programm

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UP: Fachverband Umweltphysik

UP 4: Postersession

UP 4.11: Poster

Dienstag, 26. Februar 2013, 17:15–18:30, Poster EG

Optimierung der Nah-IR DOAS Messung durch den Einsatz neuer Modenmischer — •Jan-Marcus Nasse, Denis Pöhler und Ulrich Platt — Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg

Die Differentielle Optische Absorptions Spektroskopie (DOAS) ist eine im UV und VIS Spektralbereich seit langem sehr erfolgreich angewandte, kalibrationsfreie Messmethode zur Fernerkundung zahlreicher Spurenstoffe. Die Ausweitung auf den Nah-IR Spektralbereich (bis ca. 2000 nm) und somit die Messung von interessanten Spurenstoffen wie Methan und Kohlendioxid ist durch die Verfügbarkeit entsprechender Detektorzeilen seit einiger Zeit theoretisch möglich. Allerdings wurde hierbei meist eine für DOAS nicht zufriedenstellende Messgenauigkeit erreicht.

Ursache dafür ist eine fehlende gleichmäßige Ausleuchtung des Spektrographen. Zur homogenen Mischung des empfangenen Lichtsignals wird es durch Quarz-Lichtwellenleiter zum Spektrographen geleitet, wobei sich Fasermoden ausbilden. Für Anwendungen im Nah-IR hat eine unzureichende Mischung dieser Moden erfolgreiche Atmosphärenmessungen bisher verhindert.

Durch den Einsatz von Modenmischern, die mechanisch auf die Faser einwirken, kann das optische Rauschen aufgrund von Fasermoden reduziert werden. Im UV- und sichtbaren Spektralbereich wird diese Modenmischung seit längerem erfolgreich angewandt. Im Nah-IR haben sich die bisherigen Methoden als nicht ausreichend erwiesen. Wir stellen zwei neue Entwürfe zur Modenmischung vor, mit denen das optische Rauschen im Nah-IR um bis zu 85 % reduziert wird.