: Christian Petermann
: Breitbandspektroskopie mit Superkontinuum-Quellen
: Cuvillier Verlag
: 9783736942349
: 1
: CHF 14.50
:
: Physik, Astronomie
: German
: 140
: Wasserzeichen
: PC/MAC/eReader/Tablet
: PDF
Kurzzu ammenfassung Die Entwicklung robuster Faserlaser mit Pulslängen im Bereich von Pikosekunden (ps) und die Verfügbarkeit photonischer Kristallfasern haben dazu geführt, dass seit einigen Jahren Superkontinuum-Quellen mit mehreren Watt Ausgangsleistung bei einer spektralen Breite von mehr als zwei Oktaven am Markt verfügbar sind. Deren hervorragende Strahlqualität ermöglicht lange Wechselwirkungsstrecken mit dem Analyten, wobei die hohe spektrale Bandbreite eine große Zahl von Spezies zugänglich macht. Da diese Quellen auch ohne Nutzereingriff zuverlässig arbeiten, sind sie gut zum Einbau in analytische Geräte geeignet. Das Ziel dieser Arbeit, Breitbandspektroskopie mit Superkontinuum-Quellen, ist es, die charakteristischen Eigenschaften von ps-gepumpten Superkontinuumquellen darzustellen und Messmethoden zu entwickeln, die von den Stärken dieses Lichtquellentyps profitieren, ohne unter ihren Nachteilen zu leiden. Die spektrale Charakterisierung dieser Lichtquellen stellt wegen der großen Breite des emittierten Spektrums eine Herausforderung dar. Wie in dieser Arbeit gezeigt wird, ist die Nutzung mehrerer kalibrierter Spektrometer und einer gegenüber Strahldivergenz toleranten Einkopplung nötig, um quantitative Aussagenüber die spektrale Verteilung treffen zu können. Die Analyse des Rauschverhaltens zeigt, dass ps-gepumpte Superkontinuum-Quellen aufgrund ihrer geringen zeitlichen Kohärenz und der daraus resultierenden Schwankungen der spektralen Intensitätsverteilung zur schmalbandigen Gasspektroskopie nur schlecht geeignet sind. Mit zunehmender Breite der betrachteten Spektralbereiche nehmen die relativen Intensitätsschwankungen jedoch ab. Dies macht Superkontinuum-Quellen zu einem geeigneten Werkzeug zur Untersuchung von spektral breiten Absorptionen, wie sie zum Beispiel in Flüssigkeiten und Festkörpern vorkommen. Das erste im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Spektroskopieverfahren nutzt ein aktives akustooptisches Element zur Kopplung von Licht an einen optischen Resonator. Durch die aktive Schaltung der Beugungseffizienz dieses Elements ist es möglich, sogar zeitlich inkohärentes Licht von ps-gepumpten Superkontinuum-Quellen effizient in einen Resonator hoher Güte ein- und auszukoppeln. Durch aufeinander folgende Lade-, Abkling- und Entladephasen kann die Abklingzeit des Lichtfeldes und damit der Absorptionskoeffizient der im Resonator vorhandenen Analyten bestimmt werden. Es werden Messungen vorgestellt, die einen Spektralbereich von mehr als 100nm Breite um 760nm abdecken. Das Verfahren zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass der Dynamikbereich der Messu