Photoakustische Sensoren

Der Lehrstuhl für Sensorik erforscht neuartige, kosteneffiziente Messsysteme, u.a. zur in-situ Überwachung in der Umweltmesstechnik. Eines der vielen Anwendungsgebiete sind Treibhausgasemissionen, deren Überwachung vor dem Hintergrund des Klimawandels weiter an Bedeutung gewinnt. Im Rahmen eines aktuellen Forschungsprojekts arbeiten wir an neuen Methoden zur Überwachung von Spurengasen. Hierzu gehören insbesondere die wichtigen Treibhausgase Kohlenstoffdioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O). Damit eine verlässliche und großflächige Überwachung dieser Stoffe möglich wird, werden kostengünstige, miniaturisierte und empfindliche Sensor benötigt, die von uns zurzeit erforscht werden.

Im Rahmen der Abschlussarbeit soll ein Sensorsystem zur optischen Detektion von Kohlendioxid inklusive eines integrierten Referenzkanals entwickelt werden. Dazu soll das Prinzip der photoakustischen Detektion Anwendung finden. Dabei wird ein Teil der vom Gas absorbierten Photonen durch nicht-strahlenden Zerfall schlussendlich in Wärme umgewandelt und in diesem Fall durch ein MEMS Mikrofon detektiert. Durch die Modulation der Lichtquelle entstehen bei periodischer Anregung Schallwellen, die sich mit einem Mikrophon detektieren lassen. Bisherige Aufbauten können noch keinen Referenzkanal implementieren und dies ist somit Ziel der Arbeit. Hierzu kommen Methoden der Infrarotspektroskopie, der Signalanalyse, der Elektronik und Optoelektronik zum Einsatz. Mit Hilfe des zu entwickelnden Aufbaus soll ein optischer Gassensor realisiert werden, dessen Baugröße es erlaubt in handelsüblichen Handys verbaut zu werden.

Die Arbeit wird vom Team der Professur Sensorik betreut und interessierte Kandidatinnen und Kandidaten wenden sich für weitere Fragen bitte an: