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226 KAPITEL 8. INFRAROT SPEKTROSKOPIE
Abbildung 8.13: Das integrierte Signal des Lock-In Verstärkers als Funktion der
Mittenfrequenz des modulierten Lasers bildet die erste Ableitung der Absorption.
[Meas84]
8.3.3 Direkte Messung der am Ozonabbau beteiligten Stoffe
Ein Anwendungsbeispiel ist die Bestimmung des Ozon-Abbaus. Es ist bekannt, dass Fluorchlorkohlenwasserstoffe
(FZKW) den Ozon-Abbau katalysieren. Durch mehr als 100-fache
Rezyklierung der FZKW zerstören schon ppb Konzentrationen ppm Mengen Ozon:
O3 + Cl → O2 + ClO
ClO + O → O2 + Cl
⎫
⎬
⎭ O3 + O → 2O2
(8.51)
Man möchte nun mit Hilfe schmalbandiger Quellen charakteristische Linien der beteiligten
Spezies abscannen. Im Falle des ClO dient die Sonne selbst als Quelle in einem heterodynen
Detektionsschema (siehe §3.6.1). Atmosphärische Moleküle absorbieren Licht aus dem kontinuierlichen
Sonnenspektrum und prägen ihm charakteristische Absorptionslinien auf. Überlagert
man dieses Licht mit Licht bekannter Wellenlänge eines ’ lokalen Oszillators‘ (Lasers)
und mißt das Summensignal in einem Photodetektor, so ist der erzeugte Strom proportional
der Intensität des einfallenden Lichts und daher proportional dem Quadrat der Feldstärke:
IP D ∝ E 2 Licht . Bei der heterodynen Detektion gilt dann für die Überlagerung des ’ lokalen
Oszillators‘ mit dem eintreffenden Sonnenlicht
E 2 = (ES + ELO) 2
(8.52)
= E 2 S + E 2 LO + 2ELOES (8.53)