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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Cavity-Enhanced Absorption Spectroscopy

CEAS

Die resonatorverstärkte Absorptionsspektroskopie (Cavity-Enhanced Absorption Spectroscopy, CEAS) ist eine relativ neue, sehr empfindliche optische Nachweismethode, basierend auf den Grundsätzen der Absorptionsspektroskopie. Sie ist ideal geeignet für die empfindliche in-situ Messung kleinster Konzentrationen atmosphärischer Spurengase und freier Radikale.
Dazu wird das Licht kontinuierlich emittierender Lichtquellen wie Laser, Lampen oder LEDs in einen optischen Resonator eingekoppelt, der aus zwei konvexen Hohlspiegeln besteht. Der Spiegelabstand ist typisch 1-3 m, für unseren Aufbau in der Atmosphärensimulationskammer SAPHIR haben wir einen Abstand von 20 m gewählt.

CEAS Open Path Setup

Die inneren Spiegeloberflächen sind mit hochreflektierenden dielektrischen Schichten bedampft (Reflexionsvermögen >99.99 %) sodass das Licht den Resonator viele hundert mal durchlaufen kann, bevor es durch einen der beiden Spiegel aus dem Resonator austritt. Wegen dieser durch den Resonator bewirkten Weglängenverlängerung wird die Empfindlichkeit des Absorptionsverfahrens um den Faktor 1/(1-R) gegenüber dem einfachen Durchlaufen der Wegstrecke d vergrößert (ohne Absorber im Resonator).
Das Licht, welches durch den Spiegel M2 austritt, wird in ein Spektrometer eingekoppelt, welches das Licht nach Wellenlängen dispergiert. Die Absorptionsbanden von Spurenstoffen im Resonator werden mit einer CCD-Kamera detektiert.
Das Verfahren eignet sich für den Spurenstoffnachweis vom ultravioletten bis in den infaroten Spektralbereich.

Weitere Informationen (in englischer Sprache)


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