Charakterisierung und Verbesserung des optischen Strahlengangs eines FIR-Heterodynsystems

Inhaltsangabe: Zusammenfassung: Im Rahmen dieser Arbeit ist der Strahlengang eines 2.5 THz Heterodynspektrometers untersucht und verbessert worden. Ein Heterodynsystem besteht im wesentlichen aus einem Lokaloszillator und einem Mischer. Die Submm-Strahlungsquelle ist ein Gaslaser, der durch einen C02- Laser optisch gepumpt wird. Das nichtlineare Element ist eine GaAs-Schottky-Diode. Das Signal wird durch einen Martin-Puplett-Diplexer mit dem Lokaloszillator r?umlich ?berlagert und in die gleiche Polarisation gebracht. Bei der Deutschen Forschungsanstalt f?r Luft- und Raumfahrt wird ein FIR-Heterodynspektrometer zur Spurengasbestimmung in der Atmosph?re eingesetzt. F?r diese Anwendung gilt der Empfangscharakteristik des Systems besonderes Interesse, da Gr? e und Lage der Charakteristik die H?henschicht, aus der das Atmosph?rensignal stammt, bestimmt. Als notwendige Voraussetzung f?r die Verwendung in einem Heterodynempf?nger wurde die Antennencharakteristik der whiskerkontaktierten Diode im offenen Mischeraufbau ermittelt. Bei einer Frequenz von 2.5 THz (l = 118 m) zeigte die Mischerstruktur, mit der geometrischen Bedingung eines 4l-Whiskers mit einem Abstand von 1.2l zum Winkelreflektor, eine durch eine Gau kurve ann?herbare Antennencharakteristik. Bei einer Einhaltung der geometrischen Gr? en innerhalb 10% konnte die gau f?rmige Richtcharakteristik, auch bei 2.5 THz, best?tigt werden. Auch dessen Reproduzierbarkeit war gegeben. Die Auswirkung von gr? eren Abweichungen dieser geometrischen Ma e werden gezeigt. Zur optimalen Strahl?berlagerung und Einkopplung in die Mischerstruktur wird auch ein gau f?rmiger Strahlquerschnitt des Submm-Lasers ben?tigt. Dies ist, in unserem System, am Ort des Strahlungsaustritts erf?llt, am Ort der Strahleinkopplung in das Mischerelements allerdings nicht mehr. Gr?nde hierf?r sind die optischen Eigenschaften des Diplexers, insbesondere die schlechten Abbildungseigenschaften der verwendeten Gitter. Als Charakterisierung des Gesamts

Author: Oliver Humbel

Publisher: Diplom.de

Publication Date: May 19, 1997

Number of Pages: 74 pages

Binding: Paperback or Softback

ISBN-10: 383860041X

ISBN-13: 9783838600413