Chancen für die optische Prozessanalytik durch neue Laserquellen

Optische Verfahren sind in der Prozessanalytik fest etabliert. Eine zentrale Rolle spielen dabei spektroskopische Messsysteme im nahen Infrarot (NIR). Durch neue laserbasierte Lichtquellen kann auch der Bereich des mittleren Infrarot (MIR), der meist eine deutlich höherer Selektivität und Sensitivität bieten kann, erschlossen werden. Besonders hervorzuheben ist dabei die rasche Entwicklung der Quantenkaskadenlaser (QCL). Beispiele aus dem Bereich der Analytik von Gasen und Flüssigkeiten sowie zur Untersuchung von Oberflächen werden gezeigt. Bei der Gasanalytik können C2H2-Spuren im sub-ppm-Bereich in einer komplexen Gasmatrix kontinuierlich und selektiv nachgewiesen werden. Die hohe Brillanz abstimmbarer MIR-Laserquellen ermöglicht erstmals die spektrale Messung der optischen Aktivität chiraler Verbindungen im MIR. Oberflächenbeläge können berührungslos aus der Ferne mit einer Infrarotkamera unter MIR-Laserbeleuchtung analysiert werden. Dies wird am Beispiel der Detektion von Explosivstoffspuren gezeigt. Durch die Entwicklung von Superkontinuum (SC-) Strahlern steht eine laserähnliche brillante breitbandige Lichtquelle zur Verfügung. Dies ermöglicht insbesondere im NIR die Spektroskopie an stark streuenden und/oder absorbierenden Stoffen. Das wird am Beispiel von Milch gezeigt. Mit Hilfe eines zum Patent angemeldeten Ein-Pixel-Spektrometers kann mit einem SC-Strahler kostengünstig an mehrere Positionen im Prozess simultan gemessen werden.