Fraunhofer-Gesellschaft

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Neue Methoden der laserbasierten Gasanalytik

New methods of laser-based gas analysis
 
: Lambrecht, Armin; Bolwien, Carsten; Herbst, Johannes; Kühnemann, Frank; Sandfort, Vincenz; Wolf, Sebastian

:

Chemie- Ingenieur- Technik 88 (2016), Nr.6, S.746-755
ISSN: 0009-286X
ISSN: 1522-2640
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IPM ()
Gasanalytik; photonische Kristallfasern; Infrarotspektroskopie; Ramanspektroskopie; nichtlineare Optik; Prozessanalytik; Quantenkaskadenlaser

Abstract
Laser haben durch die Fortschritte in der Herstellung, Qualität und breiten Anwendbarkeit erfolgreich Einzug die optische Online- und Inline-Prozessanalysentechnik gehalten. Es wird gezeigt, welche Möglichkeiten sich durch den Einsatz von laserbasierten Methoden für die Gasanalytik ergeben. Dies wird anhand von Beispielen aus der Infrarotspektroskopie und Raman-Spektroskopie demonstriert. Mit der Raman-Spektroskopie in hohlen photonischen Kristallfasern lassen sich geringe Gaskonzentrationen mit Messzeiten im Sekundenbereich detektieren. Mit Quantenkaskadenlasern können Methanemissionen im Spurenbereich aus der Ferne nachgewiesen werden und mithilfe von Lasern und nichtlinear-optischen Komponenten lassen sich hochempfindliche ungekühlte Infrarotdetektoren für die Gasanalyse realisieren.

 

Modern technology without lasers is hardly to be imagined. Due to technological progresses in manufacturing, quality, and width of applications they have successfully entered the field of optical online and inline process analytical instrumentation. Opportunities by application of laser-based methods for gas analysis will be demonstrated in the field of infrared spectroscopy and Raman spectroscopy (vibrational spectroscopy). Using Raman spectroscopy in hollow-core photonic crystal fibers low gas concentrations can be detected with measurement times of a few seconds. Using quantum cascade lasers trace methane emissions indicating a potential leakage can be detected from a distance and by applying lasers and nonlinear optical components, highly sensitive and fast infrared detectors operating at room temperature for gas analysis can be realized.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-396013.html