Halbleiterlaser basierte Mikrosystemlichtquellen für die Raman-Spektroskopie

In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung Halbleiterlaser basierter Mikrosystemlicht-quellen bei Wellenlängen von 671 und 488 nm für die Raman-Spektroskopie vorgestellt.

Die Wellenlängen stabilisierten Anregungslichtquellen mit einer Emissionswellenlänge bei 671 nm basieren auf Diodenlasern in einer externen Laserkavität mit einem Reflexions-Bragg-Gitter als spektral selektivem Element. Für eine Anregung bei 488 nm wird die nicht-lineare Frequenzverdopplung (Second Harmonic Generation – SHG) der Emission eines DFB-Diodenlasers zur Realisierung kompakter Lasermodule auf einer mikrooptischen Bank umgesetzt.

Der Aufbau der Mikrosystemlichtquellen und die Anforderungen an Montagesysteme zur Realisierung derartiger Module werden diskutiert. Charakteristische elektro-optische und spektrale Eigenschaften werden im Hinblick auf die Anwendbarkeit der Laser für die Raman-Spektroskopie präsentiert.

Um Raman-Signale von einem möglichen Störuntergrund zu separieren, wurden die Lichtquellen für die „Shifted Excitation Raman Difference Spectroscopy – SERDS“ bzw. die „Shifted Excitation Resonance Raman Difference Spectroscopy – SERRDS“ weiterentwickelt. Der Einsatz der Lasermodule in der Raman-Spektroskopie und Messungen an ausgewählten Testsubstanzen demonstrieren die Eignung der Mikrosystemlichtquellen für SERDS bzw. SERRDS.