Das Laser Zentrum Hannover (LZH) hat mit der Laser-induzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) mittels Doppelpulslaser eine Methode zur umweltschonenden Analyse von Materialien in einer Tiefe von 6.000 m unter dem Meeresspiegel entwickelt. Gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) in Greifswald wurde das grundlegende Prozessverhalten im Rahmen eines DFG-Projektes untersucht. Die Methode liefert eine präzise Elementanalyse in Echtzeit und ersetzt die aufwendige Probennahme am Meeresboden.
Die Doppelpuls-Technik nutzt zwei Laserpulse: Der erste Puls erzeugt eine Kavität, also eine Art Hohlraum im Wasser an der Materialoberfläche, der zweite Puls verdampft Material von der Oberfläche und erzeugt ein Plasma, welches die Elemente für die Spektroskop-Analyse enthält. Probleme bereitet dabei der hohe Druck unter Wasser, der es schwierig macht, aussagekräftige Spektren für eine präzise Analyse zu erzeugen.
Geeignet für den Tiefsee-Einsatz
Im Zentrum der aktuellen Forschung steht die Analyse von Materialien bei einem Druck von bis zu 600 bar, wie er in Tiefen von 6.000 m unter der Wasseroberfläche herrscht und die Nutzung von Laserpulsen mit Energien von bis zu 150 mJ. Durch die Anpassung der Laserparameter konnte das Team die Messungen für den hohen Tiefseedruck optimieren. Kurze Verzögerungen von 0,5 µs zwischen den Laserpulsen und die präzise Anpassung der Messstartzeitpunkte für das Spektrometer sind dabei entscheidend für die Qualität der gewonnenen Daten.
