Infrarotspektroskopie mittels nichtlinear-optischer Hochkonversion

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Die Infrarotspektroskopie findet als optische Analysemethode für molekulare Stoffe und Stoffgemische breite Anwendung in Medizin, Chemie, Materialwissenschaften und Astronomie. Im mittleren Infrarot mit Wellenlängen über 3 µm ist die Empfindlichkeit spektroskopischer Messungen dabei häufig begrenzt durch das Dunkelrauschen der verfügbaren Halbleiterdetektoren. Umgangen werden kann diese Begrenzung durch die nichtlinear-optische Hochkonversion der infraroten Strahlung. Die Übertragung der Information zu kürzeren Wellenlängen erlaubt den Einsatz empfindlicherer Detektoren, beispielsweise aus Silizium. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung der Hochkonversion hin zu einsetzbaren Messsystemen. Aspekte und Eigenschaften der Konversion werden am Beispiel zweier Umsetzungen untersucht und diskutiert. Vorteile der Hochkonversion werden im Einsatz für die zeitaufgelöste Flammenspektroskopie und für die Ferndetektion infrarotaktiver Gase demonstriert.