Weiterentwicklung der Fluoreszenz-Anregungs-Spektroskopie

|   Physik, Chemie, Gäste

Philipp Bokatius, Gudrun Mende, Matthias Rang & Peter Stolz

Projektstand nach dem dritten Projektjahr

Im Laufe des Jahres konnten wir die Anlage nach verschiedenen Verzögerungen schliess- lich aufbauen. Zwar bleiben noch einige Nachbesserungen bis zur vollständigen Funk- tionstüchtigkeit der Anlage, wie etwa der Einbau des zweiten Photomultipliers, aber die Schwierigkeiten, die wir in den vergangenen Jahresberichten beschrieben hatten, konnten alle im Laufe des Jahres gelöst werden.

Intensiv hat uns noch die mechanische Lösung der optischen Verschlussblätter vor den Photomultipliern beschäftigt. Diese feinen Metallblätter müssen absolut lichtdicht sein und dabei schnell eine grosse Beleuchtungsöffnung verschliessen können. Da es hierfür keine kommerziellen Lösungen gab, mussten die Blätter mit ihren Führungen von uns entwickelt und als Lohnfräsarbeiten ausgeführt werden. Die Verschlussblätter neigten dazu, sich auch bei geringen Verwindungen im Aufbau in ihren lichtdichten Gleitpassungen zu verklemmen.

Als neues Problem erwies sich die Beleuchtung. Die Hitzeschutzfilter werden durch die Fokussierung auf die Lichtleiteröffnung nicht gleichmässig durchleuchtet, erhitzen sich dadurch im mittleren Bereich stärker und können aufgrund der inhomogenen Aus- dehnung platzen. Durch eine verbesserte Luftkühlung konnten wir dieses Problem aber ebenfalls lösen.

Da es in diesem Projekt nicht um die Durchführung eines Experimentes, sondern um die Entwicklung einer Anlage geht, an der in den nächsten Jahren viele Messreihen durchgeführt werden sollen, müssen alle diese Probleme sehr grundlegend und sorgfäl- tig behoben werden – für unser kleines Team (ohne technische Entwicklungsabteilung) eine Herausforderung. Aber wir haben den Eindruck, dass wir alle grösseren Probleme nun in den Griff bekommen haben und im letzten Projektjahr die Anlage vollständig in Betrieb nehmen können. Zunächst soll sie in Vergleichsmessungen zur bestehenden Anlage von Jürgen Strube charakterisiert werden.

Ein Schwerpunkt während des Jahres war auch die Entwicklung der Software, die nun funktionstüchtig ist. Sie erlaubt (ohne Umprogrammierung) die Erstellung neuer Mess- prozeduren für ausgefallene oder noch bisher nicht gemessene Probenarten. Damit ver- fügt sie über wesentlich mehr Flexibilität als ursprünglich geplant.

Perspektiven

In den nächsten Monaten werden noch weitere Fehlerbehebungen anstehen, sowohl in der Software als auch im ganzen Messablauf. Gespannt sind wir auf die ersten Cha- rakterisierungsmessungen und die finale Leistungsfähigkeit der neuen Anlage, die sich anhand dieser Daten abzeichnen wird. Auch werden diese Messungen an Prüfkörpern einen direkten Vergleich zur bestehenden Anlage erlauben. Wir hoffen sehr, dass sich die neuen Möglichkeiten bewähren und in der Charakterisierung widerspiegeln wer- den. Im zweiten Halbjahr steht dann auch noch die moderate Modernisierung der alten Anlage an. Hier werden wir den bewährten mechanischen Aufbau vollständig belassen und nur die Verstärkerelektronik, Datenerfassungskarten und vor allem die Software auf die in der neuen Anlage entwickelten Lösungen umstellen.

Demonstration der aufgebauten Anlage im Forschungsinstitut KWALIS gGmbH während des Wissenschaftlichen Beiratstreffens am 1. Juli 2022. In der Mitte der Anlage sieht man die Mess-kammer mit symmetrisch aufgesetzten Filterrädern und Photomultipliergehäusen noch ohne Verkabelung, Lichtleiter, Kühlmittel-, Pneumatik- und Evakuierungsschläuche.
Zurück