Plasmadiagnostik

Im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten in der Querschnittsabteilung Plasmadiagnostik stehen Untersuchungen zur Erzeugung von Plasmen und der Erzeugung von Schlüsselspezies. Neben einem besseren Grundlagenverständnis werden Methoden zur Prozessüberwachung und -kontrolle erarbeitet. Der Fokus liegt auf der zeit- und ortsaufgelösten qualitativen und quantitativen chemischen Analyse von molekularen Plasmen.

Die Abteilung Plasmadiagnostik arbeitet dabei mit modernsten Methoden und erweitert stetig das vorhandene Know-How sowie das Spektrum an Messgeräten und Methoden, insbesondere der laserbasierten Plasmadiagnostik. 

Die Plasmadiagnostik erlaubt die Bestimmung von Energie- und Temperaturverteilungen sowie Dichten von stabilen und transienten Spezies im Plasma.

Für die Untersuchungen stehen speziell ausgerüstete Labore für die Diagnostik an praxisnah nachgebildeten chemischen Plasmaprozessen mit modernster Messgeräteausstattung zur Verfügung.

Einige Diagnostikmethoden sind auch für den mobilen Einsatz geeignet und können für externe Messungen eingesetzt werden.

Technologische Ausstattung

Zur quantitativen Bestimmung wichtiger Kenngrößen wie Speziesdichten und deren Temperaturen, der Energieverteilung geladener Teilchen sowie zur Charakterisierung aller relevanten chemischen Reaktionspfade kommen folgenden Methoden zum Einsatz:

Synchronisierte elektrische und optische Diagnostik mit hoher Zeitauflösung

• Synchronisierte ICCD und Streakkameramessungen in Kombination mit schneller elektrischer Diagnostik (U, I, Q, E) zur Analyse von Zündvorgängen
• Vermessung von sowohl individuellen Durchbruchereignissen als auch Akkumulation an repetitiv erzeugten Plasmen für höchste Empfindlichkeit (zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung, spektral aufgelöst)
• Vollständig elektromagnetisch geschirmtes Streakkamerasystem für gepulste Entladungen mit max. 2 ps Zeit und 2 µm Ortsauflösung

Laserinduzierte Fluoreszenz und Absorptionsspektroskopie mit kohärenten Lichtquellen

• UV-VIS: Gepulster Farbstofflaser
  • Spektralbereich: 200 – 900 nm
• Mid-IR: Diodenlaser, Quantenkaskadenlaser, Interbandkaskadenlaser, Bleisalzlaser 
  • Spektralbereich: 300 nm bis 20 µm
  • CW und gepulste Laser

Resonatorbasierte Laserspektroskopie

• Cavity ring-down spectroscopy (CRDS), cavity-enhanced absorption spectroscopy (CEAS)

Absorptionsspektroskopie mit nicht-kohärenten Lichtquellen

• FTIR-Spektroskopie von VIS bis Mid-IR

Optische Emissionsspektroskopie (UV-VIS)

• Gitterspektrographen mit CCD und iCCD-Kameras im Spektralbereich: 200 – 900 nm

Massenspektrometrie

• Quadrupol, EQP-System