DE19962849C1 - Spiegelarm mit Schutzkapsel für ein offenes Flug-Diodenlaser-Spektrometer zur in-situ FM-Messung von CIO bis pptv und anderen Spurengasen im Ozonloch - Google Patents

Spiegelarm mit Schutzkapsel für ein offenes Flug-Diodenlaser-Spektrometer zur in-situ FM-Messung von CIO bis pptv und anderen Spurengasen im Ozonloch

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Abstract

Für bessere Prognosen der lebensbedrohenden Verdünnung der Ozonschicht mit dem Ozonloch in ca. 15-25 km Höhe mit dynamisch-chemischen Modellrechnungen fehlen stratosphärische Horizontalprofile von globalen, kontinuierlichen, kurzzeitigen in-situ Messungen der wichtigsten Schlüsselgase ClO, HCl, NO, NO¶2¶, CO bei der anthropogenen Ozonzerstörung. Diese Spurengase können mit der Infrarot-Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie nicht in geschlossenen Messzellen in Flugzeugen gemessen werden, weil sie die Wände kontaminieren oder sich schnell chemisch umwandeln. Für die äußerst geringen Konzentrationen im ppbv- bis pptv-Bereich (10·-9·-10·-12·) werden offene Multireflexions-Messzellen von ca. 1 m Länge benötigt. Diese sind bisher außen am Flugzeug optisch nicht stabil wegen der Fluggeschwindigkeit bis 1000 km/h, der Flugzeugvibrationen, der Vereisungen und den Temperaturen bis -95 DEG C in 21 km Höhe im Maximum der ClO-Schicht und des chemischen Ozonverlustes. Die technische Lösung für diese Messungen ist eine Entkopplung der Kräfte durch eine berührungsfreie Schutzkapsel (2, 2', 2'', 2''' in Fig. 1) um den offenen Spiegelarm (1) einer 1 m Herriott-Zelle (7) auf dem russischen Höhenflugzeug M55-GEOPHYSICA (Fig. 2, 3, 4). Ca. 80 m beträgt dann der Absorptionsweg für einen frequenzmodulierten (FM) Diodenlaserstrahl bei ca. 100 MHz mit 1 s Integrationszeit im mittleren Infrarot (MIR) für Spurengasmessungen bis im pptv-Bereich. Mit einer identischen, geschlossenen Herriott-Zelle (13 ...

Description

Technische Aufgabe und Zielsetzung
Anthropogene Spurengase in der Atmosphäre verursachen eine Verdünnung der Ozonschicht und das Ozonloch vorwiegend zwischen 15 und 25 km Höhe (ca. 100-20 hPa) bei unter -78°C nach der Po­ larnacht. Als Folge erreicht die lebensbedrohende ultraviolette (UV) Strahlung der Sonne verstärkt die Erdoberfläche. Im Mittel erzeugt 1% Ozonabnahme eine UV-B-Strahlendosiserhöhung (besonders im Bereich 290-320 nm) um 2% am Boden und damit eine Zunahme des Hautkrebses unter hellhäutigen Menschen: 2-5% beim Basalzellkarzinom und 5-10% beim Schuppenzellkarzinom [Sonnemann, 1992, S. 158]. Auch die globale Klimaänderung ist eine Folge dieser Spurengase. Entscheidende Ge­ genmaßnahmen sind nur mit zuverlässigeren Zukunftsprognosen an Hand von dynamisch-chemischen Modellrechnungen weltpolitisch durchsetzbar. Unter anderem fehlen hierfür besonders von polaren, radikalen und chemisch aktiven Schlüsselgasen in äußerst geringen Konzentrationen globale, konti­ nuierliche in-situ Horizontalprofile am selben Tag bis in 21 km Höhe der Stratosphäre. Hier liegt im Polarwirbel bei der Schwellentemperatur für die polaren stratosphärischen Eiskristall-Wolken (PSCs) unter -78°C das Maximum der arktischen ClO-Schicht in 21 ± 3 km mit 1,6 ± 1 ppbv mit einer Korrelation des chemischen Ozonverlustes [Dameris, Naujokat u. Oelhaf in Zellner, 1999]. Dabei sollten mehrere Gase gleichzeitig gemessen werden, um chemische Abläufe besser klären zu können, welche die Atmosphäre verändern mit verheerenden Folgen für Mensch und Natur. [Fabian, 1992]
Bisher konnten in der stratosphärischen Ozonforschung max. 4 Gase in einer geschlossenen Multire­ flexionszelle von Diodenlaser-Absorptions-Spektrometern (ALIAS-I) mit Flugzeugen gemessen wer­ den [Webster, 1994]. Für Multireflexionszellen werden bei Flugzeugen die vibrationsunempfindli­ chen Herriott-Zellen [1963, 1964] seit den letzten Jahren bevorzugt, selbst verbesserte White-Zellen [1942] werden weniger eingesetzt. Geschlossene Zellen können Spurengase mit einem starken Dipol wie H2O, kurzlebige Radikale wie ClO, NO, CO oder chemisch aktive Gase wie HCl, NO2 nicht mes­ sen. Sie kontaminieren die Wände oder wandeln sich chemisch um. Offene Meßzellen, die bei strato­ sphärischem Unterdruck möglich sind, wurden bis 1997 nicht gebaut wegen der sehr großen Schwie­ rigkeiten der optischen Stabilität bei Fluggeschwindigkeiten bis 1000 km/h 6-7 Stunden lang, der Fluzeugvibrationen und der Temperaturdifferenzen bis 150°C. Für die stratosphärische Ozonfor­ schung werden u. a. für diese Gase neue Messgeräte gesucht von der European Commission [1997, S. 90 u. 239].
Meine bisherigen Entwürfe für offene Messzellen auf Flugzeugen, einschließlich mein Patent für die STRATO 2C und mein Gebrauchsmuster für die M55-GEOPHYSICA mit beweglichen offenen/­ geschlossenen 1 m Herriott-Zellen, wurden noch nicht gebaut und sind nach heutiger Sicht aerodyna­ misch sowie thermisch und damit optisch nicht stabil für diese extremen Bedingungen [Laudam, 1987, 1990, 1993, 1997]. Die Bedeutung meines Konzepts einer großen offen Spektrometer-Messzelle an Flugzeugen stuft B. Stark [1991, S. 45] in seiner Studie über flugzeuggetragene Messverfahren und -geräte als konkurrenzlos ein. Er weist dabei auch auf die schwierigen Probleme der Kompensationen aller auftretenden Flugzeugschwingungen und thermischen Einflüsse hin.
Für Flugzeuge wurden 2 erste kleine offene Messzellen von 20-25 cm Länge 1997/98 für Wasser­ dampf mit verhältnismäßig hoher Konzentration im ppmv-Bereich (Volumen-Mischungsverhältnis 10-6) gebaut [May, 1998]. Hierfür genügen auch 2-Wegzellen [Sonnenfroh, 1998]. Weitere neue Messungen mit offenen Multireflexionszellen in Raketen und Ballonen sind veröffentlicht von Lüb­ ken [1999] und Scott [1999]. Für geringere Konzentrationen im ppbv- bis pptv-Bereich (10-9-10-12) werden längere Absorptionswege von ca. 80 m in 1 m langen Multireflexionszellen benötigt. [Mücke, 1992, 1993].
Lösung der technischen Aufgabe
Die optische Stabilität für diese wesentlich größere offene Messzelle (7 in Fig. 1) an Flugzeugen kann erreicht werden mit einer aerodynamischen und thermischen Schutzkapsel (2, 2', 2", 2''') um den Spiegelarm (1), der auf zwei Füßen (5') auf der optischen Plattform (11 in Fig. 2) steht. Diese Anord­ nung in Kombination mit der geschlossenen Herriott-Zelle (13 in Fig. 2) wird speziell für MIR- Messungen im ppbv- bis pptv-Bereich benötigt. Die Schutzkapsel nimmt die starken aerodynamischen Kräfte auf und kann innen leicht elektrisch (8) temperiert werden. Die Spiegel (6', 6") werden nur zu Messungen von den Verschlüssen (3', 3") geöffnet. Somit wird der Spiegelarm von aerodynamischen Kräften, der Außentemperatur bis -95°C und durch zwei Füße (5, 5') vibrationsentkoppelt. Das Mate­ rial soll Kohlefaser CFRP sein mit hoher Temperatur-, Vibrations- und Festigkeitsstabilität und ist im Weltraum erprobt.
Hierbei werden Messungen im ppmv-Bereich mit ungekühlten Diodenlasern unter 3 µm Wellenlänge in Lichtwellenleitern an die Spiegel geführt. Das ist der nahe Infrarot-Bereich (NIR). Im ppbv- und pptv-Bereich werden Bleisalz-Diodenlaser im Wellenlängenbereich 3-15 µm im mittleren Infrarot (MIR) eingesetzt. Diese müssen mit flüssigem Stickstoff (LN2) in Dewars bei 80 K gekühlt werden. [Werle, 1998]
Der Spiegelarm eignet sich mit der Messanordnung in der Fig. 2 für kontinuierliche in-situ Spuren­ gasmessungen von Radikalen, chemisch aktiven Molekülen bis in den pptv-Berreich, die mit Höhen­ flugzeugen in der Stratosphäre möglich werden. Zur in-situ Messung des Radikals Chlormonoxid (ClO) im Ozonloch ist eine offene 1 m Herriott-Zelle mit einem frequenzmodulierten (FM)Laserstrahl um 100 MHz und einer Integrationszeit von 1 s konzipiert. Für ClO ist die Absorptionswellenlänge 11,7 µm, wofür ein entsprechender Diodenlaser im Single-Mode mit flüssigem Helium bei 40-70 K gekühlt werden muss, was mit einer Sterling Maschine erreichbar ist. Der Laserstrahl im mittleren Infrarot (MIR) wird mit Umlenkspiegeln geführt und kommt durch das Fenster (9 in Fig. 1) an der Schutzkapsel (2). In der geschlossenen identischen Herriott-Zelle (13 in Fig. 2) wird der Laserstrahl ständig kalibriert mit Prüf- und Nullgasen. Hierfür ist die Aufspaltung mit einem Strahlteiler notwen­ dig [Mücke, 1992, 1993, 1998]. Wird der MIR-Laserstrahl bei der DLR-Falcon von innen aus der Druckkabine nach außen an die offene Herriott-Zelle geführt, müßte wegen der Vibration der Umlenk­ spiegel (14 in Fig. 5) den Laserstrahl mit Piezo-Elementen stabilisieren.
Der Weg des Laserstrahls kam an beiden Herriott-Zellen (7 in Fig. 1 und 7, 13 in Fig. 2) links mit zwei Umlenkspiegeln im MIR und rechts mit zwei Lichtwellenleitern im NIR herangeführt werden, so dass mit dem System max. 8 Spurengase gemessen werden können: An der offenen Herriott-Zelle (7) vier polare, radikale oder chemisch aktive Gase wie H2O, HF, HCl, NO2, ClO, O3 [Scott, 1999] und an der geschlossenen Herriott-Zelle (13) vier stabile Gase wie N2O, NO, CO2, CH4. [Webster, 1994] und [Brassington, 1998].
Der Spiegelarm kann in seinem mobilen, ummantelten Konzept mit der Schutzkapsel universell als Träger einer Multireflexionszelle oder anderer Optik in unterschiedlicher Kombination allein als offe­ ne Zelle oder zusammen mit einer geschlossenen Zelle an verschiedenen Flugzeugtypen, Höhenballo­ nen, Höhenforschungsraketen oder anderen Messplattformen bei langsamen oder sehr hohen Ge­ schwindigkeiten bis 1000 km/h und bei hohen oder sehr tiefen Temperaturen bis -95°C unverändert eingesetzt werden.
Anwendungsgebiet
In Kombination einer offenen mit einer identischen geschlossenen Zelle zur Kalibrierung für einen HF modulierten Diodenlaser (um 100 MHz) im mittleren IR ließe sich erstmals Chlormonoxid (ClO) der Hauptverursacher des Ozonlochs in 21 km Höhe mit dem Flugzeug GEOPHYSICA in-situ messen oder bis max. 8 Spurengase gleichzeitig; [Mücke, 1998] und [Dameris, 1999]. Für das russische Hö­ henforschungsflugzeug M55-GEOPHYSICA liegt eine positive interne Studie vor (s. Fig. 2, 3, 4). [Sokolov, 1999]
Der Spiegelarm (1) mit Diodenlasern im nahen Infrarot ist mit Lichtwellenleitern leicht zu handhaben und kann auch an anderen Fluzeugtypen mit einem Pylon (4) angehängt werden. Zuerst ist dies an der DLR-Falcon und GEOPHYSICA schon konstruktiv mit einem Pylon (4) am Rumpf (10) bzw. Trag­ fläche (10') geplant (s. Fig. 5 und Fig. 4). Später wären damit globale, gleichzeitige in-situ Messungen an vielen Verkehrsflugzeugen im Rahmen von EC-Projekten "Global Change" möglich. [European Commission, 1997].
Literatur
Brassington, et al., 1998: Development of a non-multiplexed four channel TDLAS instrument for tropospheric and stratospheric measurements of trace species. Atm. Chem. Res. Unit, Imperial College, UK. Presented on TDLAS Symposium, Fraunho­ fer Institut IPM, Freiburg, 1 p.
(Geschlossene Herriott-Zelle: 1 m × 100 = 100 m;
MIR/2f: 4 Gase HCHO, CH4
, CO, NO2
mit 4 Lasern gleichzeitige Messung;
für Flugzeugmessungen in Troposphäre und Stratosphäre geplant).
Dameris, M., 1999: Persönliche Mitteilung zum Open Flight-TDLAS, Telefon (ClO Konzentration im Ozonloch der Antarktis ist 50-3000 pptv. Hohe Werte sind in Regionen großer Ozonzerstörung) und Telefax (für die Evaluierung eines globalen Kli­ ma-Chemie-Modells werden in-situ Messungen chemischer Spurengase N2
O, CO2
, CH4
, H2
O, HCl, NO, NO2
und ClO von hochfliegenden Flugzeugen für Horizontalprofile benötigt sowie für Evaluierungskampgnen zukünftiger Sa­ tellitenmissionen z. B. ENVISAT).
DLR Inst. Phys. Atmos., Oberpfaffenhofen, 27.04.1999.
European Commission, 1997: European research in the stratosphere. The contribution of EASOE and SESAME to our current understanding of the ozone layer. Luxembourg, 283 p.
Fabian, P., 1992: Atmosphäre und Umwelt. Chemische Prozesse, Menschliche Eingriffe, Ozon­ schicht, Luftverschmutzung, Smog, Saurer Regen. Springer Verl., Berlin, 4. Aufl., 144 S.
Herriott, D. R., 1963: Spherical-mirror oscillating interferometer. Appl. Opt. 2, pp. 865-866
Herriott, D. R. et al., 1964: Off-axis path in spherical mirror interferometers. Appl. Opt. 3, pp. 523-526
Laudam, J. et al., 1987: Entwicklung eines fluzeuggetragenen Laserdioden-Fernmeßsystems für Luftschadstoffe. Ideenskizze für BMFT ed. W. Diehl, Battelle Institut, Frank­ furt/Main., 7 S.
(offene und/oder geschlossene White-Zelle: 2 m × 50 = 100 m;
MIR/2f, 2 Gase von SO2
, O3
, NO2
, NO bis ppbv/ ≦ 1 s; Entwurf für die Flugzeuge Piper Turbo AZTEC, Cessna, o. ä. in unterer Troposphäre). (geplantes Messgerät im Rahmen des BMFT-Projekts "Entwicklung und messtechnische Verifizierung eines mathematisch-meteorologischen Modells zur Vohersage der Luftqualität . . . . ., Auftragnehmer: Prof. Fortak, FU Berlin)
Laudam, J., 1990: Flug-Diodenlaser-Spektrometer (Flug-DLS). Projektvorschlag zum Deutschen Ozonforschungsprogramm. Fachgebiet Umweltchemie, TU Berlin/DLR Inst. Optoelektronik, Oberpfaffenhofen, 88 S.
(Offene White-Zelle: 2 m × 200 = 400 m;
MIR/2f mit 6 Diodenlasern für max. 9 Gase ppbv/1 s; Entwurf mit festem Anbau der White-Zelle an der Tragfläche der STRATO 1 bis 16 km Höhe oder mit festem Spiegelarm unter dem Rumpf der DLR-Falcon 20E bis 11 km Höhe).
Laudam, J., 1993: Vorrichtung für ein Flug-Diodenlaser-Spektrometer zur Messung von Spuren­ gasen und Aerosolen in der Atmosphäre, vorzugsweise in der Stratosphäre. Patentschrift DE 43 09 417 C2, Anmeldung: 24.3.93, Patenterteilung: 21.7.94, Deutsches Patentamt München, 14 S.
(Offene/geschlossene Herriott-Zelle: 1 m × 80 = 80 m;
MIR/2f: 4 Gase bis ppbv/1 s; Entwurf mit drehbarem Spiegelarm aus der Flugzeugnase der STRATO 2C, die bis 24 km Höhe geplant war).
Laudam, J., 1997: Vorrichtung für ein offenes Flug-Diodenlaser-Spektrometer. Gebrauchsmus­ ter Nr. 297 15 915.1, Anmeldung: 4.9.97,
Eintragung: 7.1.99 beim Deutschen Patent- und Markenamt München, 5 S.
(3 Offene/geschlossene Herriott-Zellen: 1 m × 80 = 80 m;
MIR + NIR/FM + 2f: max. 12 Gase bis pptv/1 s; Entwurf eines nach oben ausfahrbarem Spiegelarms aus dem Flugzeugrumpf der M55-GEOPHYSICA mit 3 Messzellen für je 4 Spurengase. Flughöhe 21 km Höhe ins ClO-Max.).
Lübken, F. J. et al., 1999: MASERATI: A rocketborne tunable diode laser absorption spectrometer, Appl. Optics, Vol. 38, No. 25, p. 5338-5349.
(Offene White-Zelle: 30,5 cm × 104 = 31,7 m;
MIR/2f: H2
O bei 6,5 µm in 50-90 km Höhe, CO2
bei 4,5 µm in 50-120 km Höhe gemessen mit rel. Abs. 10-4
-10-5
in 1 s; in Höhenforschungsraketen 1997 und 1998 geflogen.)
May, R. D., 1998: Open-path, near-infrared tunable diode laser spectrometer for atmospheric measurements of H2
O, J. Geophys. Res., Vol. 103, No. D15, pp. 19, 161-19, 172.
(Offene Herriott-Zelle: 20,61 cm × 54 = 11,13 m;
NIR/2f: H2
O bei 1,37 µm; Genauigkeit ± 0,05 ppmv in 2 s;
an der Tragfläche vom NASA-Flugzeug ER2 bis 20 km Höhe geflogen).
Mücke, R., 1992: Frequenzmodulations-Spektroskopie mit Bleisalz-Diodenlasern zur Messung von atmosphärischen Spurengasen. Dissertation der Fakultät Physik der Uni­ versität Regensburg, 99 S.
(Geschlossene White-Zelle: 62,5 cm × 44 = 27,4 m; MIR/FM 2 Spurengase: 120 MHz für NO2
bis 50 pptv bei 1580-1630 cm-1
∼ 6,3-6,1 µm, 130 MHz für SO2
bis 700 pptv bei 1330-1380 cm-1
∼ 7,5-7,2 µm; Entwicklung für Flugzeugmessungen s. [1993]).
Mücke, R., et al., 1993: Development of an Airborne Diode Laser Absorption Spectrometer for fast Measurements of two Trace Gases at lower ppbv down to pptv Levels. In the Proceedings of EUROTRAC Symposium '92 edited by P. M. Borell et al., SPB Academic Publishing, The Hague, pp. 245-249.
(Geschlossene White-Zelle: 62,5 cm × 44 = 27,4 m;
MIR/FM: NO2
, SO2
pptv in 1 ; für das Flugzeug Hawker Siddeley 125 ge­ baut; geplante Messung war in der Troposphäre).
Mücke, R., 1998: pers. Mitteilung am 3.7.1998. 1σ-Nachweisgrenze für ClO ist 400 pptv ± 20% berechnet bei λ = 11,713 µm mit 1 s Integrationszeit bei 30 hPa in einer Herriott-Zelle von 1 m Länge mit 80 Reflexionen ergibt 80 m Absorptionsweg, bei 296 K, für FM-TDLAS bei ca. 100 MHz.
Scott, D. C., et al., 1999: Airborne Laser Infrared Absorption Spectrometer (ALIAS-II) for in situ atmospheric measurements of N2
O, CH4
, CO, HCl, and NO2
from balloon or remotely piloted aircraft platforms, Appl. Optics, Vol. 38, No. 21, pp. 4609- 4622.
(Offene Herriott-Zelle: 75 cm × 86 = 64,5 m oder 1,50 m × 86 = 129 m;
MIR/2f mit 2 Kanälen: CO/N2
O und CH4
/HCl können auf dem selben Kanal simultan gemessen werden bis ppbv ≦ 3 s; 7 Ballonmessungen in 21-32 km Höhe von 1996-97. Flugzeugmessungen sind noch nicht bekannt.)
Sokolov, L. et al., 1999: Feasibility Study for S-TDLAS Instrument Arrangement on Board M55- GEOPHYSICA Aircraft, Stage I. Myasishchev Design Bureau (MDB), RU- 140 160 Zhukovsky, Moscow Region, Russia, 27 S.
(geplante in-situ ClO-Messungen und andere Spurengase mit offenem Flug- DLS auf der GEOPHYSICA bis 21 km Höhe. Das wäre erstmals im Maxi­ mum der Ozonzerstörung in der ClO-Schicht)
Sonnemann, G., 1992: Ozon. Natürliche Schwankungen und anthropogene Einflüsse. Akademie Verl., Berlin, 316 S.
Sonnenfroh, D. M., et al., 1998: In-situ sensing of tropospheric water vapor using an airborne near-IR diode laser hygrometer, Appl. Phys. B 67, p. 275-282. (Offene 2-Wegzelle: 25 cm × 2 = 50 cm;
NIR/new BRD H2
O bei 1,39 µm; Genauigkeitbis 0,3 ppmv in 12 km = 0,6 ppmv bei 1 atm und 296 K; am unbemannten Propeller-Flugzeug NASA P3B; 1997 in Troposphäre 10x bis 7,6 km Höhe geflogen).
Stark, B., et al., 1991: Analyse und Bewertung der flugzeuggetragenen Messverfahren und -geräte für die ökologische Forschung. Vorschlag für notwendige Geräteentwicklun­ gen. Weltraum-Institut Berlin (WIB), 205 S.
(Die Bewertung über das offene Flug-Diodenlaser-Spektrometer [Laudam, 1990] für 6-9 Spurengase ist konkurrenzlos, wenn die Kompensation der Flugzeugschwingungen und thermischen Einflüsse gelingt (s. S. 45)).
Webster, C. R., et al., 1994: Aircraft (ER-2) laser infrared absorption spectrometer (ALIAS) for in-situ stratospheric measurements of HCl, N2
O, CH4
, NO2
, and HNO3
. Applied Optics, Vol. 33, No. 3, pp. 454-472.
(Geschlossene Herriott-Zelle: 1 m × 80 = 80 m;
MIR/2f gleichzeitige Messung von 4 Spurengasen bis 10 pptv in 30 s;
1991/92 im Pod am Flugzeug ER-2 bis 20 km Höhe geflogen).
Werle, P., 1998: A review of recent advances in semiconductor laser based gas monitors. Spectrochimica Acta Part A, Vol. 54, pp. 197-236.
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Zeichnungen
Fig. 1 Berührungsfreie Schutzkapsel (2, 2', 2", 2''') für den Spiegelarm (1) einer offenen 1 m Herri­ ott-Zelle (7) des Flug-Diodenlaser-Spektrometers zur Entkopplung aerodynamischer und thermischer Kräfte an Düsen-Flugzeugen in der Stratosphäre.
Fig. 2 Optische Plattform (11) mit offener und geschlossener 1 m Herriott-Zelle (7) im MIPAS-Bay (12) auf dem Rumpf (10) der M55-GEOPHYSICA für die in-situ Messung von ClO und ande­ rer Spurengase im MIR und NIR im Ozonloch vom ClO-Maximum in 21 km Höhe.
Fig. 3 Außenansicht vom MIPAS-Bay (12) in originaler Größe von ca. 4 m Länge und 1 m Höhe auf dem Rumpf (10) der M55-GEOPHYSICA mit einer kostengünstigen, eingepassten Konstruk­ tion für das offene Flug-DLS.
Fig. 4 M55-GEOPHYSICA mit 2 Varianten für die ersten Testflüge des Spiegelarms (1) an einem Pylon (4) auf dem Rumpf (10) und unter der Tragfläche (10'). Hierbei wird der Diodenlaser­ strahl nur im nahen Infrarot (MR) mit Lichtwellenleiter direkt an den Hohlspiegel (6" in Fig. 1) geführt
Fig. 5 DLR-Falcon 20E mit der Anbringung des Spiegelarms (1) an einem Pylon (4) unter dem Rumpf (10) für Testflüge mit der offenen 1 m Herriott-Zelle (7): Für NIR wird der Laserstrahl mit Lichtwellenleitern direkt an den Hohlspiegel (6" in Fig. 1) gekoppelt und/oder für MIR wird der Laserstrahl aus dem Flugzeugrumpf (10) zum Hohlspiegel (6' in Fig. 1) mit dem Umlenkspiegel (14) piezostabilisiert entsprechend den Schwingungen vom Spiegelarm.

Claims (3)

1. Spiegelarm (1) für eine offene Messzelle eines Flug-Diodenlaser-Spektrometers, wobei der Spie­ gelarm zwei gegenüberliegende Spiegel (6', 6") trägt, von einer aerodynamisch geformten Schutzkapsel (2, 2', 2", 2''') berührungsfrei umgeben ist, die vor den Spiegeln liegenden Ver­ schlüsse (3', 3") aufweist, die zur Messung geöffnet werden können, wobei der Spiegelarm auf zwei langen Füßen (5') gelagert ist, die berührungsfrei durch die Schutzkapsel durchgehen und auf einer optischen Plattform mit den Lasern (11) befestigt sind, die schwingungsentkoppelt an dem Flugzeug (10) angebracht ist.
2. Spiegelarm (1) für eine offene Messzelle eines Flug-Diodenlaser-Spektrometers, wobei der Spie­ gelarm zwei gegenüberliegende Spiegel (6', 6") trägt, von einer aerodynamisch geformten Schutzkapsel (2, 2', 2", 2''') umgeben ist, die vor den Spiegeln liegenden Verschlüsse (3', 3") aufweist, die zur Messung geöffnet werden können, wobei der Spiegelarm auf zwei vibrationsge­ dämpften Füßen (5) in der Schutzkapsel gelagert ist und wobei ein Laserstrahl im NIR über Lichtwellenleiter direkt an den Spiegel (6") geführt wird.
3. Spiegelarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass er in der geschlossenen Schutzkapsel (2, 2', 2", 2''') elektrisch (8) mit Heizfolien oder ähnlichem tempe­ riert werden kann.
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