Entwicklung und Erprobung des Hygrometer for Atmospheric Investigations / Tim Klostermann. 2011
Inhalt
- Einleitung
- Wasser in der Atmosphäre
- Verfahren zur Feuchtemessung und Datenqualität
- Forschungsflugzeug HALO
- Entwicklung des "Hygrometer for Atmospheric Investigations"
- Absorptionsspektroskopie
- Funktionsprinzip des fasergekoppelten DFB-Lasers
- Entwicklung der Laserdiode
- Funktionsprinzip eines Diodenlasers
- Weiterentwicklung zum "Distributed Feedback Laser"
- Statische Wellenlängenabstimmung
- Dynamische Wellenlängenabstimmung
- Entwicklung der Glasfaser
- Funktionsprinzip einer Glasfaser
- Charakterisierung von "Single-Mode" Glasfasern
- Konzept des HAI Hygrometers und Integration in HALO
- Aufteilung der Hygrometerkomponenten
- Einbauposition der offenen Messzelle
- Position und Aufbau des Rack-Einschubs
- HAI Spektrometermessdaten
- Lasertechnik für den freistrahlenden 2596 nm Laser
- Lasercharakterisierung
- Leistung - Strom/Temperatur Charakteristik
- Statische Temperaturabstimmung
- Statische Stromabstimmung
- Seitenmodenunterdrückung
- Dynamisches Strom-Abstimmverhalten und Korrektur der Wellenlänge im Spektrum
- Strahlprofil
- Spülbares Lasergehäuse mit Faserkopplung
- Strahlengang zur Realisierung der Faserkopplung und der Referenzsignale
- Störungsarme Strahlteiler
- Referenzzelle zur Stabilisierung der Linienposition
- Detektoren und Transimpedanzverstärker zur Aufnahme und Vorverstärkung der optischen Signale
- Einfluss der Kontamination auf die Spektrometerauflösung
- Korrektur der Spektrometermessungen
- Faserkopplung
- Charakterisierung der fluorhaltigen Glasfasern
- Bestimmung der Dämpfung der IR-Photonics "Single-Mode" Glasfaser
- Temperaturabhängiges Absorptionsverhalten
- Bestimmung von numerischer Apertur und Modenfelddurchmesser
- Fazit
- Lasertechnik für den fasergekoppelten 1370 nm Laser
- Lasercharakterisierung
- Charakterisierung der Quarzglasfaser
- Optische Störungen
- Faseroptische Baugruppen
- Spülbares Lasermount und Lichtaufspaltung für die Spektrometerkomponenten
- Referenzzelle zur Stabilisierung der Linienposition
- Fazit
- Offene Messzelle für zwei Laserstrahlen
- Zellengeometrie
- Optische Simulation der Zwei-Strahl White-Messzelle
- Aufbau und Ausstattung der Messzelle
- Struktur und Materialien
- Aufbau der Pylone
- Integration der Optomechanik
- Elektronische Signalübertragung
- Empfindlichkeit und Dynamik der Messzelle
- Strömungssimulation für reale Flugbedingungen
- Mechanische Verformung und Dejustage im Flug
- Vergleich verschiedener Hygrometer mit dem HAI
- Vergleich der Hygrometerdaten einer AIDA Kampagne
- Vergleichsmessung mit einer geschlossenen Messzelle
- Zusammenfassung und Ausblick
- Danksagung
- Literaturverzeichnis
- Spiegelhalter mit Detektoren- und Faserfassungen