EP2
CLAIRE DOUAT
Postdoc Dr. Claire Douat (Eindhoven University of Technology) besucht vom 5.-31. März 2015 Postdoktorand bei Simon Hübner (Experimentalphysik II).
Ihr RAPID-Projekt ER2 ist das "Design of dedicated equipment for time and spatially resolved measurements in atmospheric-pressure plasma". Das wissenschaftliche Ziel dieses europäischen Projekts ist die Entwicklung von reaktiven Plasmaquellen, die bei Atmosphärendruck betrieben werden und sich nicht im Gleichgewicht befinden (d.h. die Elektronentemperatur ist höher als die Temperatur der schweren Spezies). Der Betrieb bei Atmosphärendruck hat den Vorteil, dass kein Vakuumsystem erforderlich ist. Außerdem werden mehr Anwendungen möglich, wie z. B. die Plasmamedizin, da das Plasma direkt mit einem biologischen Ziel interagieren kann.
Für die Entwicklung dieses Projekts ist es notwendig, das Plasma zu diagnostizieren, um die im Plasma stattfindenden physikalischen und chemischen Phänomene zu verstehen und sie für zukünftige Anwendungen zu kontrollieren.
The project of the ER-2 position is to build a portable diagnostic, based on infrared absorption spectroscopy, to diagnose in terms of density of species, the different plasmas being used by the partners in the Network. A quantum cascade laser (QCL) is used as light source for this diagnostic.
Non-equilibrium plasma creates a multitude of species: positive and negative ions, electrons, and reactive atomic and molecular species, to just name a few. Some of the molecular species, such as CO, CO2, CH4 or NO, are able to absorb infrared light due to their molecular nature. It is similar to an optical filter: particular colors are not able to go through the plasma due to the presence of some molecules. As showed in Figure 1, the intensity of the light before absorption, I0, is higher than I. The Beer Lambert law formulates that by comparing these intensities, the density of the absorbing species can be known.
A quantum cascade laser is a laser able to emit a light in the mid-infrared. By changing the temperature of this laser, the main color of the laser can be tuned. However, this tuning has a limit range and to emit a laser with a wavelength outside this range, a different QCL must be used. In this project, the portable setup is composed of three different QCLs, which allows to measure the absolute density of several species, such as NO, CO and N2O.