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Markus Berger
Cavity-Ringdown-Spektroskopie an Wasserstoff-Niederdruckplasmen
Betreuer: Prof. Dr. Kurt Behringer [Experimentelle Plasmaphysik]
Datum der mündlichen Prüfung: 07.11.2006
100 Seiten, deutsch , OPUS-Online
Die Arbeit behandelt die Anwendung der Cavity-Ringdown-Spektroskopie als Plasmadiagnostik für Niederdruck-Wasserstoffplasmen. Bei der Cavity-Ringdown-Spektroskopie (CRDS) handelt es sich um ein Verfahren der Absorptionsspektroskopie. Das Verfahren basiert auf der Messung der Abklingzeit eines optischen Resonators, welcher das absorbierende Medium (in diesem Fall Wasserstoffplasmen) enthält und von außen durch Laserstrahlung angeregt wird. Das Abklingverhalten des Resonators reagiert sehr empfindlich auf das Absorptionsspektrum der Probe, so daß auf diese Weise Absorptionskoeffizienten von bis zu 10^-9 cm-1 gemessen werden können. Die Methode findet im Rahmen der Arbeit Anwendung auf zwei verschiedene Niederdruckplasmen und zwei verschiedene Plasmaspezies: In einem Mikrowellenplasma (Experiment am der Universität Augsburg) konnte ein Absorptionssignal des Molekülions H3+ mit einer Spitzenabsorption von lediglich 4x10^-8 cm^-1 erfolgreich nachgewiesen werden. In einer hochfrequenzangeregten Ionenquelle (MPI für Plasmaphysik, Garching) konnte die Dichte negativer Wasserstoffionen (H-) und Deuteriumionen (D-) für verschiedene Experimentparameter quantitativ bestimmt werden. Die Arbeit zeigt die Anwendung der CRDS als leistungsfähige Plasmadiagnostik für Messgrößen, welche ansonsten auf nicht-invasivem Wege nicht zugänglich wären.