Der Mond als Infrarotstrahlungsquelle für ein bodengebundenes Fourierspektrometer: Messung, Kalibrierung und Auswertung atmosphärischer Absorptionsspektren

• Main Author: Schreiber, Jürgen
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: KIT-Bibliothek, Karlsruhe 2008
• Subjects: ddc:530; Physics; info:eu-repo/classification/ddc/530; Kiruna
• Online Access: https://publikationen.bibliothek.kit.edu/30099; https://publikationen.bibliothek.kit.edu/30099/3813809; https://doi.org/10.5445/IR/30099; http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:swb:90-AAA300994

Im Winter 1995/96 wurde der Mond zusätzlich zur Sonne als Infrarotstrahlungsquelle zur Messung atmosphärischer Absorptionsspektren mit einem bodengebundenen Fourierspektrometer vom Typ Bruker IFS 120 M genutzt, das in der Nähe von Kiruna in Nordschweden betrieben wurde. Dabei wurden im kurzwelligen Spektralbereich eine InSb (Indiumantimonid)-Photodiode (1,8 µm - 3,7 µm) und im langwelligen Bereich ein MCT (Mercury-Cadmium-Telluride-Legierung)-Photoleiter (9 µm \- 14 µm) als Infrarotdetektoren verwendet. Aus der Untersuchung der lunaren Strahlungscharakteristik wurde abgeleitet, daß die empfangene lunare Strahldichte im MCT-Spektralbereich um einen Faktor von ca. 10-2 und im InSb-Spektralbereich um einen Faktor von ca. 10-5 kleiner ist als die solare Strahldichte. Die dadurch auftretenden Schwierigkeiten erforderten apparative Veränderungen des Instrumentes, um ein zur Auswertung ausreichendes Signal-zu-Rauschverhältnis der Mondspektren zu gewährleisten. Dazu wurde ein signalrauschbegrenzter InSb-Detektor in Verbindung mit einem gekühlten optischen Kurzpass-Filter und einem Vorverstärker mit sehr hohem Verstärkungsfaktor benutzt. Das Detektorfenster des MCT-Detektors wurde zur Erhöhung der Transmission durch ein optisches Breitbandfilter ersetzt. In den gemessenen lunaren MCT-Spektren wurde ein Untergrund beobachtet, der auf die thermische Eigenstrahlung des Instrumentes und die thermische atmosphärische Emission zurückzuführen war. Um den instrumentellen Eigenstrahlungsuntergrund zu eliminieren, wurden die MCT-Spektren radiometrisch kalibriert. Dazu wurde eine komplexe Zweipunkt-Kalibriermethode angewandt, die einen kalten und einen warmen Schwarzkörper als Referenzquellen benötigt. Diese Methode berücksichtigt die unterschiedlichen Phasen der Eigenstrahlung und der Strahlung der externen Quellen durch Verwendung komplexer Spektren. Als kalter Schwarzkörper wurde ein mit flüssigem Stickstoff gekühlter Hohlraumstrahler mit einer speziellen Schwarzlackbeschichtung mit sehr hohem Emissionsvermögen entwickelt. Die ...