DE102011082466B3

DE102011082466B3 - Laserspektrometer

Info

Publication number: DE102011082466B3
Application number: DE201110082466
Authority: DE
Inventors: Thomas Hankiewicz; Frank Probst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2031-09-10
Also published as: WO2013034482A1

Abstract

Ein Laserspektrometer weist eine wellenlängendurchstimmbare Laserdiode (4) und eine Kollimatorlinse (12) auf, die das divergente Licht (3) der Laserdiode (4) zu einem parallelen Lichtbündel (13) formt, um damit ein Messgas zu durchstrahlen, anschließend die Lichtintensität zu detektieren und die Konzentration einer interessierenden Gaskomponente des Messgases anhand der Minderung der Lichtintensität durch die Absorption des Lichts (3) an der Stelle einer ausgewählten Absorptionslinie der Gaskomponente zu bestimmen. Um eine Unterdrückung von Interferenzmustern mit konstruktiv einfachen und präzise arbeitenden Mitteln zu erreichen, ist ein MEMS-(Micro Electro Mechanical System-)Spiegel (17) vorhanden, der das Licht (3) der Laserdiode (4) auf die Kollimatorlinse (12) lenkt und von einer Steuereinrichtung (18) zu oszillierenden Kippbewegungen (19) angeregt wird, so dass das von dem MEMS-Spiegel (12) reflektierte Licht (3) auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse (12) trifft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laserspektrometer, mit einer wellenlängendurchstimmbaren Laserdiode und einer Kollimatorlinse, die das divergente Licht der Laserdiode zu einem parallelen Lichtbündel formt, um damit ein Messgas zu durchstrahlen, anschließend die Lichtintensität zu detektieren und die Konzentration einer interessierenden Gaskomponente des Messgases anhand der Minderung der Lichtintensität durch die Absorption des Lichts an der Stelle einer ausgewählten Absorptionslinie der Gaskomponente zu bestimmen.
Laserspektrometer werden insbesondere für die optische Gasanalyse in der Prozessmesstechnik eingesetzt. Dabei erzeugt eine Laserdiode Licht, z. B. im Infrarotbereich, das durch das zu messende Prozessgas (Messgas) geführt und anschließend detektiert wird. Die Wellenlänge des Lichts wird auf eine spezifische Absorptionslinie der jeweils zu messenden Gaskomponente des Prozessgases abgestimmt, wobei die Laserdiode die Absorptionslinie periodisch abtastet. Aus der detektierten Absorption an der Stelle der Absorptionslinie kann die Konzentration der interessierenden Gaskomponente bestimmt werden. Diese Messung kann durch weitere Messungen an einem Referenz- oder Nullgas referenziert bzw. normalisiert werden.
Mehrfachreflexionen des Lichts zwischen parallelen Oberflächen von optischen Bauelementen, wie z. B. Linsen oder Fenstern, im Lichtweg zwischen der Laserdiode und dem Detektor können unerwünschte Interferenzmuster erzeugen, die die Messempfindlichkeit beeinträchtigen und im ungünstigsten Fall die Messung unmöglich machen.
Zur Lösung dieses Problems kann die optische Weglänge des Lichts während der Messung variiert werden, um die Interferenzmuster in dem Messergebnis durch Mittelung zu beseitigen. So ist es aus der EP 1927831 A1 , EP 2136190 A1 und EP 2336738 A1 bekannt, die Position der Laserdiode oder die eines optischen Bauelements im Lichtweg zwischen der Laserdiode und dem Detektor zu variieren. Die Laserdiode mit zugehörigem Gehäuse und optische Bauelemente wie Linsen oder Fenster haben jedoch eine vergleichsweise hohe Masse, so dass eine relativ hohe Energie benötigt wird, um sie in die gewünschten Schwingungen oder Vibrationen zu versetzen. Außerdem wird die Genauigkeit der Positionierung und Ausrichtung dieser Elemente durch ihre bewegliche Aufhängung beeinträchtigt. Aus der US 4684258 A ist es bekannt, eine Brewster-Platte im Lichtweg vorzusehen und sie zu oszillierenden Kippbewegungen anzuregen. Abgesehen davon, dass auch eine solche Platte eine relativ hohe Masse aufweist, ist es als nachteilig anzusehen, in einem Spektrometer ein zusätzliches Element vorzusehen, das von dem Licht durchstrahlt wird. In der US 4934816 A wird vorgeschlagen, bei einer das Messgas enthaltenden Multireflexionszelle mit zwei einander gegenüberliegenden Spiegeln, einen der Spiegel in translatorische Schwingungen oder Vibrationen zu versetzen. Eine derartige Anordnung ist sehr aufwendig, zumal die das Messgas enthaltende Zelle gegenüber der Umgebung gasdicht abgeschlossen sein sollte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Unterdrückung von Interferenzmustern mit konstruktiv einfachen und präzise arbeitenden Mitteln zu erreichen.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei dem Laserspektrometer der eingangs angegebenen Art ein MEMS-(Micro Electro Mechanical System-)Spiegel vorhanden ist, der das Licht der Laserdiode auf die Kollimatorlinse lenkt, und dass eine Steuereinrichtung vorhanden ist, die den MEMS-Spiegel zu oszillierenden Kippbewegungen anregt, so dass das von dem MEMS-Spiegel reflektierte Licht auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse trifft.
MEMS-Spiegel, die mit hoher Genauigkeit ein- oder zweidimensional gekippt werden können, sind allgemein bekannt und finden beispielsweise in DLP(Digital Light Processing-)Projektoren oder Mikroscannern Verwendung. Sie können mit hoher Genauigkeit und sehr geringem Energieaufwand angesteuert werden.
Je nach Kippstellung (Winkelstellung) des MEMS-Spiegels ergeben sich unterschiedliche optische Weglängen zwischen dem MEMS-Spiegel und dem Bereich der Kollimatorlinse auf den das von dem MEMS-Spiegel reflektierte Licht trifft. Diese Weglängenunterschiede können außerdem durch eine konvexe Krümmung der dem MEMS-Spiegel zugewandten Oberfläche der Kollimatorlinse verstärkt werden. Da der MEMS-Spiegel zu oszillierenden Kippbewegungen anregt wird, variiert die optische Weglänge entsprechend. Unter Oszillation sind hier grundsätzlich alle Arten von deterministischen oder stochastischen Schwingungen und Vibrationen zu verstehen, wobei wichtig ist, dass die Oszillation nicht in einem synchronen Verhältnis zu der periodischen Messung steht. Die Kippbewegung kann ein- oder zweidimensional (z. B. Taumelbewegung) erfolgen.
Da der MEMS-Spiegel das Licht der Laserdiode auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse lenkt, variiert auch die Position des von ihr geformten parallelen Lichtbündels. Daher findet auch zwischen weiteren optischen Oberflächen im Lichtweg hinter der Kollimatorlinse eine Variation der optischen Weglänge statt, soweit diese Oberflächen nicht zueinander parallel sind. Dies gilt z. B. für

– die von dem MEMS-Spiegel abgewandte konvexe Oberfläche der Kollimatorlinse und ein nachfolgendes planes Fenster beispielsweise einer Messgaszelle oder einer Prozessgasleitung,
– das rückseitige plane Fenster der Messgaszelle oder Prozessgasleitung und die diesem zugewandte konvex (oder auch konkav) gekrümmte Oberfläche einer Fokussierlinse und
– die rückseitige Oberfläche der Fokussierlinse und einem Detektor, auf den das Lichtbündel fokussiert wird.

Der Messbereich des Laserspektrometers, also die Anzahl von nachweisbaren interessierenden Gaskomponenten, lässt sich unter Nutzung des vorhandenen MEMS-Spiegels auf einfache Weise erhöhen, indem mindestens eine weitere wellenlängendurchstimmbare Laserdiode mit einem anderen Durchstimmbereich als der der einen Laserdiode vorhanden und derart angeordnet ist, dass der MEMS-Spiegel das Licht der weiteren Laserdiode auf die Kollimatorlinse lenkt, wobei das von dem oszillierenden MEMS-Spiegel reflektierte Licht ebenfalls auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse trifft.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Laserspektrometers sind ein Reflektor und ein Monitordetektor vorhanden und die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, den MEMS-Spiegel derart zu kippen, dass das von dem MEMS-Spiegel reflektierte Licht der Laserdiode, der weiteren Laserdiode oder einer zusätzlichen Laserdiode auf den Reflektor trifft und von diesem auf den Monitordetektor reflektiert wird. Mit dem Monitordetektor kann in bekannter Weise die Intensität des von der Laserdiode und/oder weiteren Laserdiode erzeugten Lichts gemessen werden, um z. B. Intensitätsminderungen durch Alterung der Laserdiode oder Verschmutzungen zu detektieren. Vorzugsweise ist der Reflektor an der Kollimatorlinse oder einer Halterung der Kollimatorlinse angebracht, wobei er als Einzelreflektor, bevorzugt als die Kollimatorlinse umgebender Ringreflektor, ausgebildet ist oder aus mehreren, z. B. drei Einzelreflektoren besteht, die über den Umfang der Kollimatorlinse verteilt angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, die relative Position und Ausrichtung von Laserdiode, MEMS-Spiegel und Kollimatorlinse oder Änderungen der Position und Ausrichtung zu erfassen und im Weiteren zu kompensieren. Diese Kompensation erfolgt vorzugsweise durch eine dem Monitordetektor nachgeordnete Auswerteeinrichtung, die die Position und Ausrichtung der Kollimatorlinse erfasst und ein Steuersignal für die den MEMS-Spiegel steuernde Steuereinrichtung erzeugt, um für den MEMS-Spiegel einen Neigungs- und/oder translatorischen Offset einzustellen, um den herum die oszillatorische Kippbewegung erfolgt.
Alternativ oder ergänzend zu dem Monitordetektor können ein Spiegel, eine mit einem Referenzgas gefüllte Referenzgaszelle und ein Referenzdetektor vorgesehen werden, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den MEMS-Spiegel derart zu kippen, dass das von dem MEMS-Spiegel reflektierte Licht der Laserdiode oder der weiteren Laserdiode über den Spiegel durch die Referenzgaszelle hindurch auf den Referenzdetektor gelenkt wird. Mittels des Referenzdetektors kann das Messergebnis der Gasanalyse in bekannter Weise referenziert werden.
Alternativ kann die Referenzgaszelle (Referenzgasküvette) zusammen mit mindestens einer dazu parallelen Messgasküvette im Lichtweg hinter der Kollimatorlinse angeordnet werden. Die Steuereinrichtung ist dann dazu ausgebildet, den MEMS-Spiegel derart zu kippen, dass das von ihm reflektierte Licht nur auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse vor jeweils einer der dahinter liegenden Gasküvetten trifft. Die Gasküvetten können damit in aufeinanderfolgenden Messungen abwechselnd nacheinander mit dem Licht der Laserdiode durchstrahlt werden. Mit einem solchen Laserspektrometer können daher zwei oder mehr verschiedene Messgase parallel analysiert werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen
1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Laserspektrometers für eine in-situ Prozessgasanalyse, und die
2 bis 6 ebenfalls in schematischer Darstellung unterschiedliche Beispiele des erfindungsgemäßen Laserspektrometers, wobei nur die in Bezug auf die Erfindung wesentlichen Teile gezeigt sind.
1 zeigt eine Prozessgasleitung oder ein Abgasrohr 1, durch das ein Messgas (Prozess- oder Abgas) 2 strömt. Um die Konzentration interessierender Gaskomponenten zu messen, wird das Licht 3 einer Laserdiode 4 quer durch die Prozessgasleitung 1 hindurch auf einen Detektor (Photodetektor) 5 geleitet. Die Laserdiode 4 und der Detektor 5 sind in zwei unterschiedlichen Messköpfen 6 und 7 angeordnet, die an diametral gegenüberliegenden Stellen mittels Flanschverbindungen 8 und 9 an der Prozessgasleitung montiert sind. Jeder der im Wesentlichen baugleichen Messköpfe 6 und 7 weist eine Längskammer 10 bzw. 11 auf, die an einem Ende in die Prozessgasleitung 1 mündet und am anderen Ende die Laserdiode 4 bzw. den Detektor 5 enthält. Das Licht der Laserdiode 4 kann auch über eine hier nicht gezeigte Lichtleitfaser in die Längskammer 10 abgestrahlt werden, so dass dann die Laserdiode 4 an einer anderen als der hier gezeigten Stelle angeordnet sein kann. Entsprechendes gilt auch für den Detektor 5. Das geringfügig divergente Licht 2 der Laserdiode 4 wird mittels einer Kollimatorlinse 12 zu einem parallelen Lichtbündel 13 geformt, das nach Durchstrahlen des Messgases 2 mittels einer Fokussierlinse 14 auf den Detektor 5 fokussiert wird. Um das oft aggressive Messgas 2 von den Linsen 12 und 14 fernzuhalten, sind die Längskammern 10 und 11 zu der Prozessgasleitung 1 hin mit Fenstern 15 und 16 abgeschlossen. Die Bereiche zwischen der Laserdiode 4 bzw. dem Detektor 5 und den Fenstern 15 bzw. 16 können mit einen optisch inaktiven Inertgas gespült werden.
Bei extraktiver Gasanalyse ist anstelle der Prozessgasleitung 1 eine von dem Messgas 2 durchströmte Messgasküvette vorgesehen, die beidseitig mit Fenstern entsprechend den hier gezeigten Fenstern 15 und 16 abgeschlossen ist. Zwischen der Prozessgasleitung 1 oder der Messgasküvette und dem Detektor 5 kann eine mit einem Referenzgas gefüllte Referenzgasküvette vorgesehen werden.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Laserspektrometers mit der Laserdiode 4 und der ihr divergentes Licht 3 in das parallele Lichtbündel 13 umformenden Kollimatorlinse 12. Die Darstellung erfolgt schematisch und nicht maßstabsgerecht. Das divergente Licht 3 der Laserdiode 4 wird mittels eines MEMS-Spiegels 17 auf die Kollimatorlinse 12 gelenkt. Der MEMS-Spiegel 17 wird von einer Steuereinrichtung 18 zu oszillierenden Kippbewegungen 19 anregt, so dass das von dem MEMS-Spiegel 17 reflektierte Licht 3 auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse 12 trifft. Auf diese Weise wird die optische Weglänge zwischen der Laserdiode 4 und dem MEMS-Spiegel 17 sowie dem MEMS-Spiegel 17 und der ihm zugewandten Oberfläche 20 der Kollimatorlinse 12 variiert. Entsprechend variiert auch die Position des von der Kollimatorlinse 12 geformten parallelen Lichtbündels 13, so dass auch zwischen weiteren optischen Oberflächen im Lichtweg hinter der Kollimatorlinse 12 eine Variation der optischen Weglänge stattfindet. Dies gilt z. B. für die rückseitige konvexe Oberfläche 21 der Kollimatorlinse 12 und das nachfolgende Fenster 15 (1), das Fenster 16 und die diesem zugewandte gekrümmte Oberfläche der Fokussierlinse 14 und deren rückseitige Oberfläche und dem Detektor 5. Interferenzmuster, die aufgrund von Mehrfachreflexionen zwischen den optischen Oberflächen entstehen können, variieren dann ebenso und können aus dem Messergebnis der Gasanalyse herausgemittelt werden. Wie oben bereits erwähnt, sind unter Oszillation alle Arten von deterministischen oder stochastischen Schwingungen und Vibrationen zu verstehen, die nicht in einem synchronen Verhältnis zu der periodischen Messung stehen.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Laserspektrometers, das sich von dem nach 2 unterscheidet, dass eine weitere wellenlängendurchstimmbare Laserdiode 22 mit einem anderen Durchstimmbereich als der der Laserdiode 4 vorhanden ist, wobei der MEMS-Spiegel 17 auch das Licht 23 der weiteren Laserdiode 22 auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse 12 lenkt. Dadurch wird der Messbereich des Laserspektrometers, also die Anzahl der nachweisbaren interessierenden Gaskomponenten, unter Nutzung des vorhandenen MEMS-Spiegels 17 auf einfache Weise erhöht.
4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Laserspektrometers, bei dem ein Reflektor 24 und ein Monitordetektor 25 vorhanden sind, wobei die Steuereinrichtung 18 den MEMS-Spiegel 17 derart kippen kann, dass das von dem MEMS-Spiegel 17 reflektierte Licht 3 der Laserdiode 4 (und ggf. das Licht 23 der weiteren Laserdiode 22) auf den Reflektor 24 trifft und von diesem auf den Monitordetektor 25 reflektiert wird. Mit dem Monitordetektor 25 wird die Intensität des von der Laserdiode 4 erzeugten Lichts kontrolliert. Zu diesem Zweck ist es ausreichend, wenn der Reflektor 24 als Einzelreflektor ausgebildet ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Reflektor an einer Halterung (Fassung) 26 der Kollimatorlinse 12 angebracht und als Ringreflektor um die Kollimatorlinse 12 ausgebildet. Alternativ können z. B. auch mehrere Einzelreflektoren vorgesehen werden, die über den Umfang der Kollimatorlinse 12 verteilt angeordnet sind. Der Monitordetektor 25 ist damit in der Lage, die relative Position und Ausrichtung von Laserdiode 4, MEMS-Spiegel 17 und Kollimatorlinse 12 zueinander zu erfassen. Bei Abweichungen der erfassten Position und Ausrichtung von einer Soll-Position und -Ausrichtung erzeugt eine Auswerteeinrichtung 27 ein Steuersignal 28 für die Steuereinrichtung 18, um bei dem MEMS-Spiegel 17 einen Neigungs- und/oder translatorischen Offset 29 einzustellen, um den herum die oszillatorische Kippbewegung 19 erfolgt.
Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Laserspektrometers sind ein Spiegel 30, eine mit einem Referenzgas gefüllte Referenzgaszelle 31 und ein Referenzdetektor 32 vorgesehen Die Steuereinrichtung 18 ist dazu ausgebildet, den MEMS-Spiegel 17 derart zu kippen, dass das von dem MEMS-Spiegel 17 reflektierte Licht der Laserdiode 4 über den Spiegel 30 durch die Referenzgaszelle 31 hindurch auf den Referenzdetektor 32 gelenkt wird. Über den Referenzpfad kann in bekannter Weise die Wellenlänge der Laserdiode 4 stabilisiert werden.
6 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Laserspektrometers, bei dem im Lichtweg hinter der Kollimatorlinse 12 mindestens zwei parallele Gasküvetten 33, 34 angeordnet sind. Bei den Gasküvetten kann es sich um Messgasküvetten mit unterschiedlichen zu analysierenden Messgasen oder um mindestens eine solche Messgasküvette und eine mit einem Referenzgas gefüllte Referenzgasküvette handeln. Die Steuereinrichtung 18 ist dazu ausgebildet, den MEMS-Spiegel 17 derart zu kippen, dass das von dem oszillierenden MEMS-Spiegel 17 reflektierte Licht 3 nur auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse 12 vor jeweils einer der dahinter liegenden Gasküvetten 33, 34 trifft. Die Gasküvetten 33, 34 werden in aufeinanderfolgenden Messungen abwechselnd nacheinander mit dem Licht 3 der Laserdiode 4 (und ggf. dem Licht 23 der weiteren Laserdiode 22) durchstrahlt, so dass z. B. zwei oder mehr verschiedene Messgase parallel analysiert werden können.

Claims

Laserspektrometer, mit einer wellenlängendurchstimmbaren Laserdiode (4) und einer Kollimatorlinse (12), die das divergente Licht (3) der Laserdiode (4) zu einem parallelen Lichtbündel (13) formt, um damit ein Messgas (2) zu durchstrahlen, anschließend die Lichtintensität zu detektieren und die Konzentration einer interessierenden Gaskomponente des Messgases (2) anhand der Minderung der Lichtintensität durch die Absorption des Lichts (3) an der Stelle einer ausgewählten Absorptionslinie der Gaskomponente zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass ein MEMS-(Micro Electro Mechanical System-)Spiegel (17) vorhanden ist, der das Licht (3) der Laserdiode (4) auf die Kollimatorlinse (12) lenkt, und dass eine Steuereinrichtung (18) vorhanden ist, die den MEMS-Spiegel (17) zu oszillierenden Kippbewegungen (19) anregt, so dass das von dem MEMS-Spiegel (12) reflektierte Licht (3) auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse (12) trifft.
Laserspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere wellenlängendurchstimmbare Laserdiode (22) mit einem anderen Durchstimmbereich als der der einen Laserdiode (4) vorhanden und derart angeordnet ist, dass der MEMS-Spiegel (17) das Licht (23) der weiteren Laserdiode (22) auf die Kollimatorlinse (12) lenkt, wobei das von dem oszillierenden MEMS-Spiegel (17) reflektierte Licht (23) auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse (12) trifft.
Laserspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reflektor (24) und ein Monitordetektor (25) vorhanden sind und die Steuereinrichtung (18) dazu ausgebildet ist, den MEMS-Spiegel (17) derart zu kippen, dass das von dem MEMS-Spiegel (17) reflektierte Licht (3, 23) der Laserdiode (4), der weiteren Laserdiode (22) oder einer zusätzlichen Laserdiode auf den Reflektor (24) trifft und von diesem auf den Monitordetektor (25) reflektiert wird.
Laserspektrometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (24) an der Kollimatorlinse (12) oder einer Halterung (26) der Kollimatorlinse (12) angebracht ist.
Laserspektrometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (24) als die Kollimatorlinse (12) umgebender Ringreflektor ausgebildet ist.
Laserspektrometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (24) aus mehreren Einzelreflektoren besteht, die über den Umfang der Kollimatorlinse (12) verteilt angeordnet sind.
Laserspektrometer nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Monitordetektor (25) eine Auswerteeinrichtung (27) nachgeordnet ist, die die relative Position und Ausrichtung von Laserdiode (4), MEMS-Spiegel (17) und Kollimatorlinse (12) erfasst und ein Steuersignal (28) für die den MEMS-Spiegel (17) steuernde Steuereinrichtung (18) erzeugt.
Laserspektrometer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spiegel (30), eine mit einem Referenzgas gefüllte Referenzgaszelle (31) und ein Referenzdetektor (32) vorhanden sind und die Steuereinrichtung (18) dazu ausgebildet ist, den MEMS-Spiegel (17) derart zu kippen, dass das von dem MEMS-Spiegel (17) reflektierte Licht (3, 23) der Laserdiode (4) oder der weiteren Laserdiode (22) auf den Spiegel (30) trifft und von diesem durch die Referenzgaszelle (1) hindurch auf den Referenzdetektor (32) reflektiert wird.
Laserspektrometer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Lichtweg hinter der Kollimatorlinse (12) mindestens zwei parallele Gasküvetten (33, 34) angeordnet sind und dass die Steuereinrichtung (18) dazu ausgebildet ist, den MEMS-Spiegel (17) derart zu kippen, dass das von dem oszillierenden MEMS-Spiegel (17) reflektierte Licht (3, 23) nur auf unterschiedliche Bereiche der Kollimatorlinse (12) vor jeweils einer der dahinter liegenden Gasküvetten (33, 34) trifft.