Raman-Spektroskopie mit Mikrosystemlichtquellen

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Technische Universität

Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik

Zusammenfassung und zukünftige Entwicklungen

Mit den am Ferdinand-Braun-Institut entwickelten, speziell auf die Raman-Spektroskopie und SERDS zugeschnittenen Mikrosystem-Anregungslichtquellen bei 488 nm ist es möglich, hochempfindliche Untersuchungen an den unterschiedlichsten Substanzen mit Messzeiten im Sekundenbereich durchzuführen. Durch ihre extrem kompakte Bauweise sind sie ideal für mobile Analytikgeräte geeignet. Damit könnten sie künftig tischgroße und damit unbewegliche Argon-Ionen-Laser ersetzen, die bislang als Anregungsquelle für Raman-Anwendungen eingesetzt werden.

Darüber hinaus sind die aufgebauten Mikrosystemlichtquellen besonders energieeffizient: Mit einer optischen Ausgangsleistung von über 50 mW verbraucht der Diodenlaser bei einer elektrischen Gesamtleistung von unter 1 W so wenig Energie, dass Analytiksysteme mit Akkus betrieben werden können – eine weitere wichtige Voraussetzung für den mobilen Einsatz.

Derzeit arbeitet die Arbeitsgruppe Laserspektroskopie der TU Berlin daran, diese Quellen in ein Messsystem zu implementieren, mit dem der Reifegrad und Frischezustand verschiedener Fleischsorten untersucht werden soll. Zusätzlich zu dieser in-situ-Überwachung von Lebensmitteln und ihren Zusatzstoffen, ist die Nutzung des Messsystems in der kontaktfreien Spurenanalytik und der nicht-invasiven, klinischen Diagnostik möglich.

Literatur:

[1] A. P. Shreve, N. J. Cherepy, and R. A. Mathies. “Effective Rejection of Fluorescence Interference in Raman Spectroscopy Using a Shifted Excitation Difference Technique” Applied Spectroscopy 46,707–711 (1992)

[2] M. Maiwald, A. Ginolas, A. Müller, A. Sahm, B. Sumpf, G. Erbert, G. Tränkle, ”Wavelength-Stabilized Compact Diode Laser System on a Microoptical Bench With 1.5-W Optical Output Power at 671 nm”, IEEE Photonics Technology Letters, 20, 1627-1629 (2008)

[3] M. Maiwald, H, Schmidt, B, Sumpf, G. Erbert, H.-D. Kronfeldt, G. Tränkle, ”Microsystem 671 nm light source for shifted excitation Raman difference spectroscopy”, Applied Optics, 48, 2789-2792 (2009)

[4] M. Maiwald, D. Jedrzejczyk, A. Sahm, K. Paschke, R. Güther, B. Sumpf, G. Erbert, G. Tränkle, ”Second-harmonic-generation microsystem light source at 488 nm for Raman spectroscopy”, Optics Letters, 34, 217-219 (2009)

[5] M. Maiwald, H. Schmidt, B. Sumpf, R. Güther, G. Erbert, H.-D. Kronfeldt, G. Tränkle, ”Microsystem Light Source at 488 nm for Shifted Excitation Resonance Raman Difference Spectroscopy”, Applied Spectroscopy, 63, 1283-1287 (2009)

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* Priv.-Doz. Dr. B. Sumpf: Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik, 12489 Berlin,

* *Priv.-Doz. Dr. H.-D. Kronfeldt: Technische Universität Berlin, Institut für Optik und Atomare Physik, 10623 Berlin

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