DE4310866A1

DE4310866A1 - Meßanordnung mit einer optischen Meßsonde

Info

Publication number: DE4310866A1
Application number: DE4310866A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr Buerck; Bernd Zimmermann
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1994-10-06

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung mit einer opti schen Meßsonde, bestehend aus

a) einer Infrarotlicht emittierenden Strahlungsquelle
b) einem Lichtleiter mit einem Brechungsindex n_L, der das von der Strahlungsquelle emittierte Infrarotlicht aufnimmt,
c) einer sensitiven Schicht aus einem Silicon mit einem Bre chungsindex n_S, wobei n_S kleiner ist als n_L, die den Licht leiter zumindest teilweise abdeckt und die mit einem Meßme dium in Kontakt steht,
d) einem Photodetektor, der die Intensität des im Lichtleiter geführten Infrarotlichts registriert.

Eine solche Meßanordnung beruht auf dem Prinzip des evaneszen ten Feldes. Licht, das in einem Lichtleiter mit dem Brechungs index n_L transportiert wird, wird im Idealfall an der inneren Phasengrenze vielfach totalreflektiert. Ist der Lichtleiter ganz oder teilweise mit einem optisch transparenten Mantel mit einem kleineren Brechungsindex n_S überzogen, beispielsweise mit einer molekülspezifischen sensitiven Schicht abgedeckt, findet die Totalreflexion nicht an der Phasengrenze zwischen Lichtleiter und sensitiver Schicht statt, sondern das Licht dringt eine kurze Strecke in die sensitive Schicht ein und wird hier reflektiert. Der Brechungsindex der sensitiven Schicht beeinflußt daher die Lichtleitung. Deren Brechungsin dex verändert sich, wenn die sensitive Schicht in Kontakt mit einem Meßmedium gebracht wird, aus dem ein oder mehrere In haltsstoffe des Meßmediums in die sensitive Schicht hinein diffundieren. Die veränderten Eigenschaften des geführten Lichts aufgrund von Brechungsindexänderungen oder der Absorp tion durch eindiffundierende Stoffe sind ein Maß für die Kon zentration der Inhaltsstoffe im Mantel und damit im Meßmedium.

Besteht die sensitive Schicht aus einem hydrophoben Stoff wie Silicon, gelangen aus einem Meßmedium lediglich unpolare Be standteile in die sensitive Schicht. Wasser oder andere polare Bestandteile des Meßmediums, die die Messung stören würden, können in die sensitive Schicht nicht eindringen. Die unpola ren Bestandteile des Meßmediums werden in der sensitiven Schicht angereichert und können durch Messung der Intensitäts änderung des im Lichtleiter geführten Lichts detektiert wer den.

Eine solche Meßanordnung ist aus der EP 0 144 713 B1 bekannt. Als Lichtquelle dient eine Infrarotlicht emittierende Strah lenquelle, aus der Infrarotlicht in einen Lichtleiter einge koppelt wird. Der Lichtleiter kann einen runden oder einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Er kann in Form üblicher Lichtleiterfasern oder in Form einer Platte vorliegen. Als Werkstoff für den Lichtleiter werden eine Reihe von anorgani schen Salzen, Silicium oder Germanium vorgeschlagen.

Der Lichtleiter ist zumindest teilweise mit einer sensitiven Schicht abgedeckt. Die sensitive Schicht steht in Kontakt mit einem Meßmedium, etwa einer wäßrigen Lösung, in der die Kon zentration einzelner Bestandteile gemessen werden soll. Be steht der Lichtleiter aus einer Lichtleiterfaser, kann die sensitive Schicht den gesamten Umfang der Lichtleiterfaser um geben. Besteht der Lichtleiter aus einer Platte, reicht es aus, wenn lediglich eine Plattenseite durch die sensitive Schicht abgedeckt wird. Als Werkstoff für die sensitive Schicht wird unter anderem Silicon genannt. Das den Lichtlei ter verlassende Licht wird in einen Photodetektor eingekop pelt.

Eine weitere, auf dem Prinzip des evaneszenten Feldes beru hende Meßanordnung ist aus der DE 40 37 431 C2 bekannt. Bei dieser Meßanordnung ist auf einem Substrat ein Wellenleiter in Streifenform aus einem nicht näher spezifizierten Material vorgesehen. In den Wellenleiter wird über lichtleitende Fasern Licht eingekoppelt. Der Wellenleiter wird auf dem Substrat in zwei Zweige aufgeteilt, die vor dem Austrittsende wieder zu sammengeführt werden. Das Austrittsende ist mit einem Photode tektor verbunden. Zwischen dem Substrat und dem verzweigten Wellenleiter befindet sich eine dielektrische Schicht, die an einer Stelle im Bereich eines der beiden Zweige unterbrochen ist und hier einen Fensterbereich bildet. Zumindest im Fen sterbereich ist ein Zweig des Wellenleiters mit einer sensiti ven Schicht abgedeckt, die mit einem Meßmedium, z. B. mit Luft, in Kontakt steht.

Die sensitive Schicht nimmt z. B. aus der Luft einzelne Be standteile wie CO₂ auf; dadurch ergibt sich in diesem Zweig des Wellenleiters relativ zu dem anderen, unbeeinflußten Zweig eine Phasenänderung des geführten Lichts, die durch Messung der Interferenz nach Zusammenführung der beiden Zweige am Aus trittsende des Wellenleiters nachgewiesen werden kann. Die In terferenzerscheinungen sind ein Maß für die Konzentration der in die sensitive Schicht aufgenommenen Bestandteile des Meßme diums, z. B. von CO₂. Als Material für die sensitive Schicht werden Verbindungen der Substanzklasse der Heteropolysiloxane vorgeschlagen. Eine Infrarotlicht emittierende Strahlungs quelle wird nicht erwähnt.

Eine andere Meßanordnung, die ebenfalls auf dem Prinzip des evaneszenten Feldes beruht, ist aus der US 4,399,099 bekannt. Die hier beschriebene Meßanordnung entspricht im wesentlichen der Meßanordnung gemäß der eingangs genannten EP 0 144 713 B1; für sie ist jedoch eine UV- oder sichtbares Licht emittierende Lichtquelle vorgesehen. Als optische Meßsonde werden eine Reihe von verschiedenen Ausführungsformen vorgeschlagen. Der Lichtleiter kann aus Quarzglas oder anderen Materialien beste hen. Als Material für die sensitive Schicht werden Silicon gummi und weitere Stoffe genannt.

In der Meßanordnung der eingangs genannten Art werden als Ma terial für den Lichtleiter anorganische Salze, Silicium oder Germanium vorgeschlagen, nicht dagegen Quarzglas. Quarzglas weist für die klassische Infrarotstrahlung eine wesentlich ge ringere Transmission auf als für Licht mit kürzeren Wellenlän gen. Deshalb werden in der US-Patentschrift, in der unter an derem Lichtleiter aus Quarzglas vorgeschlagen werden, UV- oder sichtbares Licht emittierende Strahlungsquellen vorgesehen. Lichtleiter aus Quarzglas sind wegen ihrer chemischen und me chanischen Beständigkeit und aus Kostengründen Lichtleitern aus den genannten Stoffen vorzuziehen.

In den eingangs beschriebenen Druckschriften wird als Material für die sensitive Schicht unter anderem Silicon vorgeschlagen. Silicone weisen bessere Anreicherungseigenschaften für unpo lare Substanzen auf als andere bekannte Polymere; sie werden daher für Meßanordnungen der eingangs genannten Art als sensi tive Schicht bevorzugt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die unpolaren Stoffe, die durch eine sensitive Schicht aus hydrophobem Silicon selektiv aufgenommen und angereichert werden, im Bereich des UV- oder des sichtbaren Lichts nur wenige Absorptionsbanden aufweisen. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß die eingangs be schriebene Meßanordnung zur Detektion und Konzentrationsmes sung von chlorierten Kohlenwasserstoffen oder Aromaten verwen det werden soll.

Eine erste Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, bei ei ner Meßanordnung der eingangs genannten Art einen Wellenlän genbereich für das durch den Lichtleiter geführte Licht aufzu finden, in dem Quarzglas eine höhere Transmission aufweist als im klassischen Infrarotbereich, so daß Lichtleiter aus Quarz glas einsetzbar sind, und in dem zugleich unpolare, sich in einer aus Silicon bestehenden sensitiven Schicht anreichernde Substanzen, insbesondere Kohlenwasserstoffe und chlorierte Kohlenwasserstoffe, eine Vielzahl von Absorptionsbanden auf weisen.

Ein solcher Wellenlängenbereich wurde mit dem nahen Infrarot bereich, vorzugsweise im Wellenbereich zwischen ca. 1600 und 1800 nm gefunden.

Sieht man bei einer Meßanordnung der eingangs genannten Art Strahlungsquellen vor, die im nahen Infrarotbereich emittie ren, lassen sich zwar Lichtleiter aus Quarzglas einsetzen; in diesem Bereich sind zudem eine Vielzahl von Absorptionsbanden unpolarer Stoffe zu erwarten.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß in diesem Bereich eine sensi tive Schicht, die - wie herkömmliches Silicon - aus einer Koh lenstoff und Wasserstoff in Form von Protonen enthaltenden Verbindung besteht, Störungen hervorruft. Durch diese Störun gen verschlechtern sich die erreichbaren Nachweisgrenzen der Meßanordnung. Diese Störungen beruhen zum einen auf dem photo metrischen Rauschen im Wellenlängenbereich der C-H-Oberton-Ab sorptionsbanden hauptsächlich zwischen 1600 und 1800 nm, das durch die starke Lichtabsorption von C-H-Bindungen im polyme ren Silicon verursacht wird. Sowohl herkömmliches Silicon als auch die meisten der unpolaren Substanzen, die sich in Silicon anreichern lassen, enthalten C-H-Bindungen, deren Absorptions banden gegeneinander oftmals nur unwesentlich verschoben sind; die entsprechenden Absorptionsbanden überlagern sich daher. Hierdurch ergibt sich ein verschlechtertes Signal/Rausch-ver hältnis und damit eine verminderte Nachweisgrenze.

Ein weiterer Störeinfluß ergibt sich dadurch, daß im Bereich der Absorptionsbanden von herkömmlichem Silicon eine sehr starke Abhängigkeit der Basislinie von Brechungsindex- und Dichteschwankungen, etwa durch Quellung, im Silicon auftritt. Diese Schwankungen können einerseits durch Temperaturschwan kungen und die hierdurch bewirkten Änderungen des Brechungsin dex, andererseits durch den sich bei der Anreicherung von po laren Stoffen im Silicon neu einstellenden Misch-Brechungsin dex hervorgerufen werden. Hierdurch wird die Eindringtiefe des evaneszenten Lichtfeldes im Silicon vergrößert oder ver kleinert; das Lichtfeld kann daher mit mehr oder mit weniger C-H-Bindungen im Silicon wechselwirken. Die Basislinie er scheint dadurch strukturiert. Die Absorptionsbanden angerei cherter polarer Stoffe werden durch eine strukturierte Basis linie stark gestört und verzerrt, so daß sich bei der spek troskopischen Auswertung Fehler ergeben. Der Temperatureinfluß kann zwar durch Thermostatisierung beseitigt werden; dies er fordert insbesondere bei Feldmessungen einen hohen Aufwand.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein solches Silicon als sensitive Schicht vorzuschlagen, bei dem solche Störungen im nahen Infrarotbereich (NIR-Bereich), ins besondere im Wellenlängenbereich zwischen 1600 und 1800 nm, in der Praxis ausgeschlossen werden können.

Die zweite Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine sensitive Schicht aus einem vollständig deuterierten Si licon vorgesehen wird.

An sich ist es zwar aus der DE 36 07 301 A1 bekannt, Lichtlei terfasern mit einem optisch transparenten Mantel von geringe rem Brechungsindex zu umgeben, wobei der Mantel aus einem teilweise oder vollständig deuterierten, siliciumfreien Poly mer besteht. Die auf diese Weise ummantelten Lichtleiterfasern bewirken bei der Datenübertragung eine geringere Dämpfung. Transparente polymere, teilweise oder vollständig deuterierte Materialien, die kein Silicium enthalten, und ihre Verwendung zur dämpfungsarmen Lichtleitung sind weiterhin aus der DE 36 39 117 A1 bekannt. Diese ummantelten Lichtleiterfasern und Fa sern werden jedoch nicht in einer Meßanordnung der eingangs genannten Art eingesetzt. Es ist nicht bekannt, ob solche Po lymere Inhaltsstoffe von Meßmedien aufnehmen können.

Mit der erfindungsgemäßen Meßanordnung werden die guten Anrei cherungseigenschaften von Silicon für unpolare Substanzen ge nutzt und deren Nachteile beseitigt. Durch die vollständige Deuterierung werden die chemischen Eigenschaften des Silicons nicht verändert. Das Anreicherungsverhalten für Inhaltsstoffe eines Meßmediums wird nicht verändert. Es kann Licht des nahen Infrarotbereichs, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 1600 und 1800 nm eingesetzt werden, bei dem Lichtleiter aus Quarzglas einsetzbar sind. Die Nachweisgrenzen für polare Sub stanzen werden erniedrigt und die Absorptionsmessungen sind nicht gestört. Die unerwünschte Eigenabsorption im herkömmli chen Silicon durch C-H-Oberschwingungen wird bei vollständig deuterierten Siliconen um den Faktor 1,36 nach längeren Wel lenlängen verschoben, wo sie die Absorptionsbanden von C-H- Bindungen enthaltenden Substanzen nicht stört.

Wegen der Verschiebung der Silicon-Eigenabsorptionsbanden zu längeren Wellenlängenbereichen erscheint die Basislinie nicht strukturiert; Temperatur- und Brechungsindexänderungen äußern sich lediglich als kleine Verschiebungen der Basislinie, wel che z. B. durch eine Zweiwellenlängen-Auswertung in einfacher Weise korrigiert werden können.

Die Erfindung kann prinzipiell mit allen bekannten Meßanord nungen realisiert werden. Besonders bevorzugt ist eine Ausfüh rungsform, bei der die Meßsonde aus einem Lichtleiter aus Quarzglas besteht, der mit dem vollständig deuterierten Sili con vollständig ummantelt ist. Bezüglich der Dimensionierung von Lichtleiter und Siliconummantelung wird auf die US-Patent schrift verwiesen.

Als Strahlungsquelle eignen sich beispielsweise Laserdioden und Wolframhalogenlampen. Der Strahlungsanteil im nahen Infra rotbereich vor allem zwischen 1600 und 1800 nm kann gegebenen falls durch Bandpaßfilter selektiert werden. Der Lichtleiter kann z. B. aus einem 400 µm dicken Quarzglasstab bestehen, der 50 µm dick mit Silicon ummantelt und beispielsweise U- oder schleifenförmig gebogen ist, so daß er leicht mit einem Meßme dium, z. B. einer wäßrigen Lösung von chlorierten Kohlenwas serstoffen in einer Küvette, in Kontakt gebracht werden kann. Als Photodetektor können alle kommerziellen Detektoren verwen det werden, mit denen die resultierenden Intensitätsänderungen im nahen Infrarotbereich nachgewiesen werden können, z. B. solche mit einem PbS-Halbleiterkristall.

Als sensitive Schicht eignen sich insbesondere Silicone der allgemeinen Formel -[OSiR′R′′)_n, wobei R′ und R′′ geradkettige oder verzweigte, teilweise mit Halogen- oder Pseudohalogen gruppen substituierte oder unsubstituierte Alkylreste oder teilweise mit Halogen- oder Pseudohalogengruppen substituierte oder unsubstituierte Arylreste repräsentieren. Die Substituen ten R′ und R′′ müssen nicht identisch sein; besonders bevor zugte Substituenten sind CD₃-, CF₃-CD₂-CD₂- und C₆D₅-Gruppen, wobei mit D das Wasserstoffisotop Deuterium bezeichnet wird.

Die Herstellung solcher Silicone kann gemäß der Deutschen Pa tentschrift 895 650 durchgeführt werden, wobei anstelle der üblichen Ausgangsstoffe vorzugsweise die entsprechenden, voll ständig deuterierten Verbindungen einzusetzen sind.

Entsprechend dem hierin beschriebenen Verfahren werden zuerst die deuterierten Dihydroxypolysiloxane hergestellt, etwa das Dihydroxypolydimethylsiloxan:

x (CD₃)₂SiCl₂ + (x + 1) CD₃COOD + (x + 1) CD₃OD → DO - [CD₃)₂SiO]_x - D + 2x HCl + (x + 1) CD₃COOCD₃

Entstandene cyclische Siloxane werden durch Destillation ent fernt. Anschließend erfolgt die Aushärtung zu festen Polymeren (nur die endständigen Siliciumgruppen sind ausgeschrieben):

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher er läutert.

Dargestellt sind in

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Meßanordnung;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Meßanordnung;

Fig. 3 Absorptionsspektren von CHCl=CCl₂, CH₂=CCl₂ und CH₃-C₆H₅ in Gegenwart von protonenhaltigem Silicon als sensitiver Schicht;

Fig. 4 Absorptionsspektren in reinem Wasser bei 14, 17, 20 und 23°C in Gegenwart von protonenhaltigem Silicon als sensitiver Schicht;

Fig. 5 Absorptionsspektren von CHCl=CCl₂ bei einer Einkanalmessung mit Referenzmessung in Wasser und Probemessung in Trichlorethylen-Lösung und unterschiedlichen Temperaturen in Gegenwart von protonenhaltigem Silicon als sensitiver Schicht;

Fig. 6 Intensitätsspektren von protoniertem Polydimethyl siloxan und vollständig deuteriertem Polydimethylsilo xan für eine optische Schichtdicke von 5 mm;

Fig. 7 Absorptionsspektren von CHCl=CCl₂ in protoniertem und deuteriertem Polydimethylsiloxan.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der Meßanordnung darge stellt. Das Licht einer Laserdiode 1 wird in einen Gradienten indexlichtleiter 2 aus Quarzglas eingekoppelt. Das Ende der Lichtleiterfaser 2 ist über ein Faser/Chip-Koppelstück an den Oberflächenwellenleiter 4 des IO-Bauelementes 5 adaptiert. Der schleifenförmige Oberflächenwellenleiter 4 verläuft planar in dem IO-Bauelement 5 aus BGG 31-Spezialglas. Das Meßlicht wird über ein zweites Faser/Chip-Koppelstück und einen zweiten Gra dientenindexlichtleiter 2 zu einem PbS-Detektor 3 geführt und dort gemessen. Die Oberflächenwellenleiterschleife 4 ist ein seitig mit einer Membran aus deuteriertem Polydimethylsiloxan 6 abgedeckt, die durch "Spin-Coating" aufgebracht und vernetzt wurde. Die Membran steht mit einem Meßmedium (nicht darge stellt) in Kontakt.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Meßanordnung dargestellt. Das Licht einer 20 W-Wolframhalogenlampe 7 wird mit Hilfe von zwei Linsen 10 gebündelt. Es wird über einen Adapter 9 in einen 12 m langen Lichtleiter 11 eingekoppelt, dessen Mittelteil 12 schraubenlinienförmig gewendelt ist. Die ser Bereich wird durch eine Teflonplatte 13 abgestützt. Der Lichtleiter, der einen Kerndurchmesser von 400 µm aufweist, ist mit einer 50 µm dicken Schicht eines herkömmlichen Sili cons ummantelt. Das Ende des Lichtleiters mündet in einen zweiten Adapter 14 und gelangt danach in einen Zerhacker 15. An einem schrittmotorgesteuerten halographischen Gitter 16 mit 300 Linien/mm wird es spektral zerlegt und in Richtung auf zwei Detektoren 17, einer Germanium-Photodiode und einem PbS- Detektor fokussiert.

Mit der in Fig. 2 dargestellten Meßanordnung wurden Absorpti onsspektren von Trichlorethylen, 1,1-Dichlorethylen und Toluol aufgenommen (siehe Fig. 3). Die Kohlenwasserstoffe wurden in reinem Wasser gelöst. Der Mittelteil 12 des mit herkömmlichem Silicon ummantelten Lichtleiters wurde zunächst in reines Was ser eingetaucht und eine Referenz (Intensitätsspektrum) aufge nommen und digital abgespeichert. Anschließend wurde der Mit telteil 12 des Lichtleiters in ein ca. 2 l fassendes Gefäß ge taucht, das die wäßrige Lösung der Kohlenwasserstoffe enthielt und die Probemessung durchgeführt. Die Konzentrationen der Kohlenwasserstoffe in Wasser betrugen (in der genannten Rei henfolge) 5,9 ppm, 8,6 ppm und 7,7 ppm. Das Gefäß war mit ei nem gasdichten Deckel versehen. Aus Fig. 3 ist deutlich zu er kennen, daß bei herkömmlichen, protonierten Siliconen die Ab sorptionsspektren der Kohlenwasserstoffen durch ein Rauschen im Bereich der Siliconabsorptionslinien stark gestört werden.

Fig. 4 zeigt die Temperaturabhängigkeit der spektralen Basis linie von protoniertem Silicon. Der Probenlichtleiter wurde mit reinem Wasser in Kontakt gebracht. Die Meßanordnung ent spricht im Prinzip der in Fig. 2 dargestellten Anordnung. Es wurden Temperaturdifferenzen zwischen Referenz- und Probemes sungen eingestellt. Hierzu wurde das Wasser auf verschiedene Werte temperiert. Die Referenzmessung wurde immer bei 11°C durchgeführt, während die Probemessung bei 14, 17, 20 und 23°C erfolgte. Die spektrale Charakteristik der Basislinie wird durch die Silicon-Absorptionsbanden bewirkt. Durch Tempera turänderungen dehnt sich das Silicon aus, wodurch der Bre chungsindex verkleinert und die Eindringtiefe des Meßlichts im evaneszenten Feld verringert wird. Brechungsindexänderungen durch eindringende Moleküle führen zu ähnlichen Basislinien- Charakteristiken.

In Fig. 5 ist die Absorptionsbande von Trichlorethylen (vgl. Fig. 3) dargestellt. Die Messungen wurden an der in Fig. 2 dargestellten Meßanordnung mit herkömmlichem Silicon als sen sitive Schicht durchgeführt. Die Auswirkung von Temperaturän derungen auf die Basislinie zeigt sich durch Verzerrungen und Unsymmetrien der Absorptionsbande.

Fig. 6 zeigt die Messung von protoniertem (Kurve (b)) und deu teriertem (Kurve (a)) Polydimethoxysiloxan in Transmissionskü vetten. Die Silicone wurden hierbei in Küvettensegmenten (beidseitig offen, erhalten durch Abschneiden von normalen Kü vetten) in einer optischen Schichtdicke von 5 mm eingegossen und vernetzt. Die so erhaltenen Siliconproben mit definierter Schichtdicke wurden anschließend in eine Küvettenhalterung eingespannt und über zwei Transmissionssonden an ein NIR-Spek trometer (vgl. Fig. 2) angeschlossen und vermessen. Die Eigen absorption von protoniertem Polysiloxan ist deutlich erkenn bar. Wegen der Abwesenheit von Silicon-Eigenabsorptionsbanden ist bei vollständig deuteriertem Polydimethoxysiloxan die Grundlinie nicht strukturiert. Temperatur- und Brechungsin dexänderungen äußern sich lediglich als kleine Grundlinienver schiebung, welche durch eine Zweiwellenlängen-Auswertung kor rigiert werden können.

Fig. 7 zeigt NIR-Spektren von Trichlorethylen, welches jeweils in einem Siliconblock einer optischen Dicke von 5 mm aus her kömmlichem, protoniertem Silicon [Kurve (b)) und deuteriertem Silicon (Kurve (b)) aus wäßriger Lösung angereichert wurde, wobei die Einstellung des Extraktionsgleichgewichts NIR-spek troskopisch verfolgt wurde. Während beim herkömmlichen Silicon negative Absorptionslinien und ein erhöhtes spektrales Rau schen im Bereich der Silicon-Absorptionslinien deutlich her vortreten, ist die Basislinie beim deuterierten Silicon unge stört und glatt. Das spektrale Rauschen ist durch die höhere Meßlichtintensität stark verringert. Daher ist hier im Gegen satz zur protonierten Siliconmatrix die kleinere Absorptions linie des Trichlorethylens bei 1700 nm ungestört zu erkennen.

Claims

1. Meßanordnung mit einer optischen Meßsonde, bestehend aus

a) einer Infrarotlicht emittierenden Strahlungsquelle
b) einem Lichtleiter mit einem Brechungsindex n_L, der das von der Strahlungsquelle emittierte Infrarotlicht auf nimmt,
c) einer sensitiven Schicht aus einem Silicon mit einem Brechungsindex n_S, wobei n_S kleiner ist als n_L, die den Lichtleiter zumindest teilweise abdeckt und die mit ei nem Meßmedium in Kontakt steht,
d) einem Photodetektor, der die Intensität des im Lichtlei ter geführten Infrarotlichts registriert,
dadurch gekennzeichnet, daß
e) der Lichtleiter Infrarotlicht des nahen Infrarotbe reiches aufnimmt und
f) die sensitive Schicht aus einem vollständig deuterierten Silicon besteht.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Infrarotlicht des nahen Infrarotbereichs eine Wellen länge zwischen ca. 1600 und 1800 nm aufweist.

3. Meßanordnung nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das vollständig deuterierte Silicon eine Verbindung der Formel -[OSiR′R′′)_ndarstellt, wobei R′ und R′′ geradkettige oder verzweigte, teilweise mit Halogen- oder Pseudohalogengruppen substitu ierte oder unsubstituierte Alkylreste oder teilweise mit Halogen- oder Pseudohalogengruppen substituierte oder un substituierte Arylreste repräsentieren.

4. Meßanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeich net, daß der Lichtleiter aus Quarzglas besteht.