Dissertation

Entwicklung eines schnellen Raman-Mikrospektrome­ters und theoretische Untersuchung von geschwindigkeitsbegrenzenden Faktoren

Tag der Abgabe

20.12.2016 - Friedrich-Schiller-Universität Jena

Tag der Disputation

09.05.2017 - Friedrich-Schiller-Universität Jena

Zusammenfassung

Bildgebende Raman-Mikrospektroskopie ist eine weit verbreitete Möglichkeit, die chemische Zusammensetz­ung von Proben zerstörungsfrei zu untersuchen.
Die vorliegende Arbeit stellt sich zur Aufgabe, diese Methode für die Untersuchung biologischer Proben so zu optimieren, dass der Einfluss der notwendigen hohen Beleuchtungsenergie auf die Probe möglichst gering bleibt und trotzdem zeitnah Ergebnisse erzielt werden können.
Dazu wird ein Raman-Mikrospektrometer basierend auf einem neuen bildgebenden Fourier-Transformations-Spektrometer [1] und einer Lichtschichtbeleuchtung entwickelt um es einem, dem Stand der Technik entsprechenden, konfokalen Raman-Mikrospektrometer gegenüberzustellen.
Bei gleicher Abbildungsqualität ist das entwickelte Mik­rospektrometer noch immer 5,3 mal schneller [2] als das herkömmliche.

Falschfarbendarstellung des Raman-Signals vom Auge eines drei Tage alten Zebrafischembryos

Basierend auf diesen praktischen Erkenntnissen werden die Signalentstehung in Mikrospektrometern verschiedenen Typs und der Einfluss der Beleuchtung auf die Probe theoretisch untersucht. Im Ergebnis können die erzielbaren Geschwindigkeiten aller Mikrospektrometertypen bei gleicher Bildqualität auf einfache Weise verglichen werden.

Verweise

[1]   W. Müller, R. Heintzmann, M. Kielhorn

"Stabiles Interferometer mit hoher Étendue, insbesondere für bildgebende Fourier-Transformations-Spektroskopie ohne Objektabrasterung"
DE 10 2014 011 668 A1, 2014

[2]   W. Müller, M. Kielhorn, M. Schmitt, J. Popp, R. Heintzmann

"Light sheet Raman micro-spectroscopy"   Optica, vol. 3, no. 4, pp. 452-457, 2016
https://doi.org/10.1364/OPTICA.3.000452

Master of Science

Entwicklung, Aufbau und Test einer Molekülstrahlappa­ratur zur Ausrichtung von Molekülen

Verteidigung:

28.09.2012 - Friedrich-Schiller-Universität Jena

Zusammenfassung

Ziel der Arbeit war es, einen Versuchsaufbau zu entwickeln, aufzubauen und zu testen, mit dem es möglich ist, Moleküle in der Gasphase für spätere Ionisationsexperi­mente auszurichten. Dazu wurden die Grundlagen zur Ausrichtung von Molekülen und zur Hydrodynamik in Molekülstrahlen erörtert.
Der Vergleich von zuvor berechneten Werten mit den am Aufbau gemessenen Daten ergab eine sehr gute Übereinstimmung. Mit der Anlage wurden Experimente zur Untersuchung des Molekülstrahles und ein Anrege- und Abfrageexperiment zum Nachweis der Ausrichtung von Stickstoffmolekülen durch nichtadiabatisches Align­ment erfolgreich durchgeführt. Die Temperatur des Mo­lekülstrahles in Ausbreitungsrichtung erreichte bei einem Staudruck in der Düse von 14 bar 14,4 K.

Der Versuchsaufbau

Mit einer Tortechnik am verwendeten VMI-Spektrometer wurde die Flugzeit der entstehenden Ionen bestimmt und damit eine stoffliche Zuordnung der Ionen getroffen.

Bachelor of Science

Phasenmessung von Einzelzyklenpulsen

Abgabe:

31.08.2010 - Friedrich-Schiller-Universität Jena

Zusammenfassung

In der Arbeit wurde ein hochauflösendes Stereoflug­zeitspektrometer zur Messung der Energien von Photo­elektronen, die durch starke Laserpulse in Gasen erzeugt werden, um eine Einrichtung ergänzt, mit der es möglich ist, die Phase zwischen Träger und Einhüllender jedes einzelnen Laserpulses zu vermessen.
Diese Ergänzung besteht aus einem weiteren Stereo­flugzeitspektrometer, welches für die Aufgabe der Pha­senmessung optimiert ist. Den Kern dieser Arbeit bildet die Synchronisierung der Messergebnisse des hinzugefügten Phasenmeters mit denen der vorhandenen Appa­ratur.
Dazu wurde eine Software erstellt, welche die Datener­fassung steuert und für die Speicherung, Visualisierung und Weiterverarbeitung der Daten sorgt.

Abbild der Phasenmessergebnisse von 750 Laserpulsen

In drei Messreihen konnte gezeigt werden, dass der Versuchsaufbau wie erhofft funktioniert und eine hohe Empfindlichkeit bei der Messung der Phase zwischen Träger und Einhüllender eines Laserpulses besitzt.

CE-Phasen abhängige Energiespektren der Photoelektronen