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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Cavity ring-down Spektroskopie

CRD

Schematische Darstellung des Cavity ring-down Instruments.Schematische Darstellung des Cavity ring-down Instruments.

Cavity ring-down Spektroskopie bezeichnet eine in der Atmosphärenchemie noch junge Technik der Absorptionsspektroskopie. Dabei wird die Absorption eines Spurengases wie Stickstoffdioxid (NO2) oder das Stickstoffradikal (NO3) innerhalb einer Cavity, die aus zwei hoch reflektierenden Spiegeln im Abstand von 0,5 bis 1,0 m besteht, gemessen. Gepulstes Laserlicht wird durch einen der beiden Spiegel in die Cavity eingekoppelt und das durch die Cavity transmittierte Licht hinter dem anderen Spiegel mit einem Photomultiplier beobachtet. Es ergibt sich ein exponentieller, zeitlicher Abfall der Intensität, nachdem der Laserpuls appliziert wurde, da bei jedem Umlauf des Lichts zwischen den Spiegel ein Teil des Lichts durch Spiegelverluste, Streuung und Absorption von Spurengasen verloren geht. Die Zeitkonstante, mit der die gemessene Intensität abnimmt, kann in die Absorption und damit Konzentration eines Spurengases umgerechnet werden. Wegen der hohen Reflektivität der Spiegel können effektive Lichtwege von 10 bis 100 km Länge erreicht werden. Daraus folgt die hohe Empfindlichkeit des Messverfahrens, das z.B. die Messung von NO3 Konzentrationen von unter einem pptv (parts per trillion per volume) erlaubt.

Instrument für die Messung von Stickoxiden. Instrument für die Messung von Stickoxiden.


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