Laserspektroskopie

Vom Labor in den Prozess: Gase und Flüssigkeiten empfindlich und selektiv messen

Laser gehören heute zu den wichtigsten Werkzeugen der Optik in Forschung und Industrie. Für anspruchsvolle Messaufgaben – etwa in der Prozessanalytik – haben  laserbasierte Spektrometer deutliche Vorteile. Mit einem Laser als Lichtquelle lassen sich Anwendungen mit bis dahin ungeahnter Empfindlichkeit und Selektivität realisieren.

Dank technologischer Fortschritte bei Interband-Kaskaden-Lasern (ICL), optisch-parametrischen Oszillatoren (OPOs) oder Quantenkaskadenlasern (QCL) sind wir in der Lage, die Zusammensetzung von Flüssigkeiten und Gasen empfindlicher und schneller zu messen als je zuvor – nicht nur im Labor, sondern auch in industriellen Prozessen. Neben insitu-Messsystemen oder Messsystemen mit ausgeklügelten Probenahmeverfahren sind heute auch Leckagemessungen an Gasleitungen über Distanzen von 50 Metern und mehr möglich. Laserspektroskopische Systeme sind zunehmend am Markt erhältlich. Mit der Erfahrung in der Anwendung der Systeme wächst auch deren Zuverlässigkeit. Dies wirkt sich positiv auf die Zahl behördlicher Zulassungen von Laseranalysatoren aus und begünstigt aufgrund höherer Stückzahlen nicht zuletzt auch die Entwicklung hin zu niedrigeren Preisen.

Die erweiterte spektrale Abdeckung neuartiger Lasersysteme macht sie flexibler und eröffnet neue Einsatzbereiche. Systeme mit externem optischen Resonator (EC-Laser), Laserarrays und optische Frequenzkämme dringen in Einsatzbereiche vor, die bisher nur klassischen Breitbandspektrometern oder Fourier-Transform-Spektrometern (FTIR) vorbehalten waren. Gase unter hohen Drücken, größere Moleküle oder Flüssigkeiten mittels abgeschwächter Reflexion (ATR) lassen sich spektral breitbandig analysieren. Moderne Auswertemethoden wie zum Beispiel die Mehrkomponentenanalyse und intelligente Analysemethoden liefern selbst bei komplizierten Mischungen zuverlässige Ergebnisse.