Photothermische Spektroskopie

Detektion von Spurengasen und Nachweis von Restabsorptionen

Hochempfindliche laserbasierte Spektroskopieverfahren werden vor allem dann für analytische Aufgaben eingesetzt, wenn es um die Detektion geringer Spurengaskonzentrationen oder den Nachweis von Restabsorptionen in optischen Materialien geht. Das Verfahren der photothermischen Common-Path-Interferometrie (PCI) nutzt den Sekundäreffekt der Brechungsindex-Änderung, die sich aus der absorptionsbedingten Erwärmung eines Materials ergibt. Die absorbierte Strahlung eines starken Pumplasers im Material erzeugt eine Brechungsindex-Änderung (»thermische Linse«). Ein zweiter, schwacher Abfragelaser kreuzt den Strahl des Pumplasers. Die thermische Linse verursacht eine Modifikation der Wellenfront des Abfragelasers. Diese kann mit einem Lock-in-Verfahren sehr empfindlich vermessen und daraus die Stärke der Absorption bestimmt werden.

© Fraunhofer IPM
Schematischer Aufbau des PCI-Spektrometers

Anwendungen »Photothermische Spektroskopie«

Qualitätsprüfung von Hochleistungs-Laseroptiken

Fraunhofer IPM wendet das Verfahren der photothermischen Spektroskopie unter anderem an, um Restabsorptionen in Hochleistungs-Laseroptiken zu detektieren.

 

Nachweis von Spurengasen

Im Projekt »ISLAS« forscht Fraunhofer IPM an Einsatzmöglichkeiten der photothermischen Spektroskopie für den hochempfindlichen Nachweis von Spurengasen.

Publikationen »Photothermische Spektroskopie«

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2023 Breath-Resolved Monitoring of Metabolic Trace Gases with Photothermal Spectroscopy
Wolf, Sebastian; Lindner, Chiara; Trendle, Tobias; Kießling, Jens; Wöllenstein, Jürgen; Kühnemann, Frank
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Time-resolved photothermal breath analysis
Wolf, Sebastian; Lindner, Chiara; Trendle, Tobias; Kießling, Jens; Kühnemann, Frank
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Verfahren und Sensor zum photothermischen Bestimmen einer Absorption einer elektromagnetischen Anregungsstrahlung in einer Probe
Kießling, Jens; Kühnemann, Frank; Trendle, Tobias; Wolf, Sebastian
Patent
2021 Entwicklung von Faraday-Rotatoren mit stark verbesserten Eigenschaften auf der Grundlage von Kalium-Terbium-Fluorid (KTb3F10) und anderen innovativen Materialien (IsoNova). Schlussbericht
Kühnemann, Frank; Trendle, Tobias
Bericht
Report
2020 Photothermal Common-Path Interferometry for Trace Gas Detection
Wolf, Sebastian; Trendle, Tobias; Catalan, Norman; Kießling, Jens; Wöllenstein, Jürgen; Kühnemann, Frank
Vortrag
Presentation
2018 VIS-to-NIR absorption spectroscopy of magneto-optical materials for high-power laser applications
Trendle, Tobias; Kießling, Jens; Kunz, Jachin; Kühnemann, Frank
Poster
2017 Measuring residual absorption in highly transparent optical materials using tunable sources. On calibration, spectroscopy and cross-validation
Kühnemann, Frank; Leidinger, Markus; Kießling, Jens; Breunig, Ingo; Fieberg, Stephan; Waasem, Niklas; Buse, Karsten
Poster
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

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