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Für die Anaylse vor Ort, in situ und online eignen sich optische Verfahren, sofern die Laserlichtquelle nicht zu teuer und nicht zu groß ist. Professor Dr. Wolfgang Schade vom Physikalischen Institut der TU Clausthal ist dies mit seinem Mini-Lasersensor gelungen. Ein Prototyp wird zur Zeit erprobt. Für einige Tausend Mark wird im Laufe des nächsten Jahres eine kommerzielle Lösung erhältlich sein.
In der Umweltanalytik von Boden- und Wasserproben werden in den meisten Fällen laborchemische Methoden verwandt. Für diesen Zweck muß zunächst eine Probe genommen, aufbereitet und sodann analysiert werden. Das Resultat erfährt man oft erst nach Tagen. Für die Anaylse vor Ort, in situ und online eignen sich optische Verfahren, sofern die Laserlichtquelle nicht zu teuer und nicht zu groß ist. Professor Dr. Wolfgang Schade vom Physikalischen Institut der TU Clausthal ist dies mit seinem Mini-Lasersensor gelungen. Ein Prototyp wird zur Zeit erprobt. Für einige Tausend Mark wird im Laufe des nächsten Jahres eine kommerzielle Lösung erhältlich sein.
So können an unzugänglichen Stellen, beispielsweise in einem Abwasserkanal, an einem Lichtwellenleiter herabgelassen, Ölverschmutzungen gemessen werden. Der Laser emittiert Strahlung, die unter geeigneten Bedingungen von den zu untersuchenden Molekülen absorbiert wird und anschliessend unter Abgabe von Licht abgegeben wird. Dieser Vorgang heißt in der Physik "laserinduzierte Fluoreszenz". Hebt sich die Schadstoff-Belastung jedoch nur schwach vom Hintergrundsignal ab, so kann mit einem kontinuierlichen Laser der Anteil des Signals, der von dem nachzuweisenden Schadstoff herrührt, nicht vom Hintergrundsignal des jeweiligen Mediums (z.B. Wasser oder Boden) "herausgelöst" werden. Daher macht man sich nun einen weiteren physikalischen Effekt zunutze, die Tatsache, daß Laser sich sehr gut pulsen lassen und das Hintergrundsignal der organischen Stoffe im Wasser oder Boden rascher abklingt als das Signal der Ölteilchen. Aus dem Verhältnis von "früher" zu "später" Fluoreszenzintensitaet laesst sich die Konzentration der Mineralölkohlenwasserstoffe quantitativ bestimmen.
Bislang wurden für diese Meßmethode Gaslaser eingesetzt, die Abmessungen von einem halben Meter, mal einem halben Meter, mal einem viertel Meter aufweisen. Das geht für Laborversuche, ist jedoch für einen Praxiseinsatz vor Ort eher ungeeignet, weil solche Geräte schlicht zu unförmig sind. Professor Schade setzt daher einen Microchiplaser ein, der von einem leistungsstarken Diodenlaser gepumpt wird. Die leistungsschwache Variante eines derartigen Diodenlasers befindet sich heutzutage in jedem Barcodelesegeraet an der Kasse eines Supermarktes. Der gesamte Microchiplaser incl. Pump-Diodenlaser ist nur so groß wie ein 5 DM Stück. Jedoch haben diese Microchiplaser aus Sicht der Umweltanalytik einen kleinen "Schönheitsfehler". Sie senden im infraroten Wellenlängenbereich Laserlicht aus, bewährt haben sich aber für die Detektion von Schadstoffen wie beispielsweise Mineralölkohlenwasserstoffe oder Benzol Laser im ultravioletten Wellenlängenbereich. Am Physikalischen Institut der TU Clausthal werden in der Arbeitsgruppe von Professor Dr. Wolfgang Schade daher effiziente Verfahren zur Frequenzkonversion, vom infraroten in den ultravioletten Wellenlängenbereich vorangetrieben. Das Stichwort hierzu lautet "nichtlineare Optik". Kristalle werden in geeigneter Weise hintereinander geschaltet, so daß die Wandlung vom infraroten Ausgangssignal in das zur Schadtstoffdetektion geeignete ultraviolette Laserlicht erfolgt. Der Schwerpunkt der Clausthaler Forschungen liegt darin, diese Frequenzkonversion hinsichtlich der Kosten und der Energieausbeute zu optimieren.
Diese Entwicklung ist nun soweit fortgeschritten, daß im Laufe des nächsten Jahres eine kommerizielle Version des Lasersensors auf dem Markt sein wird.
Nähere Informationen: Physikalisches Institut der TU Clausthal, Professor Dr. Wolfgang Schade, Tel. (0 53 23) 72 20 61, Fax. (0 53 23) 72 36 00, Leibnizstraße 4, 38678 Clausthal-Zellerfeld, http://www.pe.tu-clausthal.de/~peuw/projekte/umwelt/index.html
http://www.pe.tu-clausthal.de/~peuw/projekte/umwelt/index.html
Prinzipskizze des leistungsstarken Microchiplasers
None
Derartige Lasersensoren werden beispielsweise zur On-line Messung an einer Ölabscheideranlage und da ...
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Criteria of this press release:
Biology, Environment / ecology, Mathematics, Oceanology / climate, Physics / astronomy
transregional, national
Research projects
German
Prinzipskizze des leistungsstarken Microchiplasers
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Derartige Lasersensoren werden beispielsweise zur On-line Messung an einer Ölabscheideranlage und da ...
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