DE102011077634A1

DE102011077634A1 - Automatic identification of the wavelength of a laser

Info

Publication number: DE102011077634A1
Application number: DE201110077634
Authority: DE
Inventors: Alexander Hartmann; Rainer Strzoda
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2012-12-20
Also published as: WO2012171786A1

Abstract

Es wird ein Spektrometer-Aufbau für die Wellenlängen-Modulationsspektroskopie angegeben, bei dem zur Kalibrierung der Wellenlänge des Lasers eine Temperaturrampe durchfahren wird, ein Absorptionsspektrums des Materials beim Durchfahren der Temperaturrampe aufgenommen wird, wenigstens zwei Absorptionslinien im Absorptionsspektrum ermittelt werden und eine Kalibrierung der Wellenlänge durch automatischen Vergleich der ermittelten Absorptionslinien mit bekannten Absorptionslinien des Materials durchgeführt wird.A spectrometer setup for wavelength modulation spectroscopy is specified in which a temperature ramp is passed through to calibrate the wavelength of the laser, an absorption spectrum of the material is recorded when passing through the temperature ramp, at least two absorption lines are determined in the absorption spectrum, and the wavelength is calibrated automatic comparison of the determined absorption lines with known absorption lines of the material is carried out.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spektrometer-Aufbau für die Wellenlängen-Modulations-Spektroskopie mit einem durchstimmbaren Laser, einer Detektoreinrichtung zur Aufnahme des Laserlichts nach Durchtritt durch ein zu vermessendes Material sowie einer Steuereinrichtung für Laser und Detektor. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Wellenlängenkalibrierung des Lasers in einem Spektrometer-Aufbau für die Wellenlängen-Modulations-Spektroskopie. The invention relates to a spectrometer structure for wavelength modulation spectroscopy with a tunable laser, a detector device for receiving the laser light after passing through a material to be measured and a control device for laser and detector. The invention further relates to a method for wavelength calibration of the laser in a spectrometer setup for wavelength modulation spectroscopy.

Zur Messung von Gasen mittels der Laserspektroskopie ist es erforderlich, die Wellenlänge des Lasers auf eine bekannte Absorptionslinie im Spektrum des zu vermessenden Gases einzustellen. Da in vielen Spektren nicht eine einzelne Absorptionslinie vorkommt, sondern viele verschiedene, unter Umständen auch von verschiedenen Gasen hervorgerufene Absorptionslinien, muss die zur Messung geeignete Absorptionslinie im Sensorsystem zuerst eingestellt werden. For measuring gases by means of laser spectroscopy, it is necessary to set the wavelength of the laser to a known absorption line in the spectrum of the gas to be measured. Since in many spectra not a single absorption line occurs, but many different, possibly also caused by different gases absorption lines, the appropriate absorption measurement line in the sensor system must be set first.

Diese Einstellung, also die Kalibrierung des Lasers, wurde bisher manuell vorgenommen. Dazu wurde ein Spektrum aufgenommen und anschließend per Augenmaß mit theoretischen bekannten Spektren verglichen. Wurde eine Übereinstimmung von Linien gefunden, konnte der richtige Laserstrom bzw. die richtige Lasertemperatur eingestellt werden. This setting, ie the calibration of the laser, was previously done manually. For this purpose, a spectrum was recorded and then compared by eye with theoretical known spectra. If a match of lines was found, the correct laser current or the correct laser temperature could be set.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spektrometer-Aufbau für die Laserspektroskopie anzugeben, bei dem eine Kalibrierung der Laserwellenlänge automatisiert ermöglicht ist. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Kalibrierung anzugeben. It is an object of the present invention to provide a spectrometer structure for laser spectroscopy, in which a calibration of the laser wavelength is made possible automatically. It is another object of the present invention to provide a corresponding method for calibration.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Spektrometer-Aufbaus durch einen Spektrometer-Aufbau mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens besteht eine Lösung in einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9. The object is achieved with respect to the spectrometer structure by a spectrometer structure having the features of claim 1. As regards the method, there is a solution in a method having the features of claim 9.

Der erfindungsgemäße Spektrometer-Aufbau für die Wellenlängen-Modulations-Spektroskopie umfasst einen durchstimmbaren Laser und eine Einrichtung zur Temperatureinstellung des Lasers. Weiterhin umfasst der Spektrometer-Aufbau eine Detektoreinrichtung zur Aufnahme des Laserlichts nach Durchtritt durch ein zu vermessendes Material. Schließlich umfasst der Spektrometer-Aufbau eine Steuereinrichtung zur Steuerung von Laser- und Detektoreinrichtung und Einrichtung zur Temperatureinstellung. The spectrometer structure according to the invention for wavelength modulation spectroscopy comprises a tunable laser and a device for adjusting the temperature of the laser. Furthermore, the spectrometer structure comprises a detector device for receiving the laser light after passing through a material to be measured. Finally, the spectrometer design comprises a control device for controlling the laser and detector device and device for temperature adjustment.

Die Steuereinrichtung ist ausgestaltet, zur Kalibrierung der Wellenlänge des Lasers wenigstens folgende Schritte auszuführen:

– Steuerung der Einrichtung zur Temperatureinstellung dergestalt, dass eine Temperaturrampe durchfahren wird,
– Aufnahme des Absorptionsspektrums des Materials beim Durchfahren der Temperaturrampe,
– Ermittlung wenigstens zweier Absorptionslinien im Absorptionsspektrum und
– Kalibrierung der Wellenlänge durch Vergleich der ermittelten Absorptionslinien mit bekannten Absorptionslinien des Materials.

The control device is designed to carry out at least the following steps for calibrating the wavelength of the laser:

Control of the temperature adjustment device such that a temperature ramp is passed through,
Recording the absorption spectrum of the material when passing through the temperature ramp,
Determination of at least two absorption lines in the absorption spectrum and
Calibration of the wavelength by comparison of the determined absorption lines with known absorption lines of the material.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wellenlängenkalibrierung eines Lasers in einem Spektrometer-Aufbau für die Wellenlängenmodulationsspektroskopie umfasst die folgenden Schritte:

– Durchfahren einer Temperaturrampe für den Laser,
– Aufnahme des Absorptionsspektrums des Materials beim Durchfahren der Temperaturrampe,
– Ermittlung wenigstens zweier Absorptionslinien im Absorptionsspektrum, und
– Kalibrierung der Wellenlänge des Lasers durch Vergleich der ermittelten Absorptionslinien mit bekannten Absorptionslinien des Materials.

The inventive method for wavelength calibration of a laser in a spectrometer setup for wavelength modulation spectroscopy comprises the following steps:

Passing through a temperature ramp for the laser,
Recording the absorption spectrum of the material when passing through the temperature ramp,
Determining at least two absorption lines in the absorption spectrum, and
Calibration of the wavelength of the laser by comparison of the determined absorption lines with known absorption lines of the material.

Unter Kalibrierung wird dabei verstanden, dass nach der Ausführung der Kalibrierung bekannt ist, welche Wellenlänge der Laser bei Raumtemperatur oder einer anderen Temperatur emittiert, oder eine analoge Größe. Calibration is understood here to mean that, after the calibration has been carried out, it is known which wavelength the laser emits at room temperature or another temperature, or an analogous quantity.

Die automatische Identifikation von Absorptionslinien und damit verbundene Kalibrierung bietet mehrere Vorteile. Zum einen entfällt ein entsprechender manueller Schritt vor einer Messung. Weiterhin entfällt auch eine eventuell aufwändige Messung der Wellenlänge des Lasers durch den Hersteller, beispielsweise mittels Interferometer. Vorteilhaft können durch die Erfindung die Laser direkt im Endgerät, also im Spektrometer-Aufbau, auf ihre Wellenlänge und somit auch gegebenenfalls auf die Nutzbarkeit geprüft werden. The automatic identification of absorption lines and associated calibration offers several advantages. On the one hand, there is no corresponding manual step before a measurement. Furthermore, a possibly complex measurement of the wavelength of the laser by the manufacturer, for example by means of interferometer, is also eliminated. Advantageously, by the invention, the laser directly in the terminal, so in the spectrometer design, are checked for their wavelength and thus possibly also for usability.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass eine erweitere Auswahl an produzierten Lasern verwendet werden kann. Dies liegt daran, dass bei der Herstellung von Lasern Schwankungen in der Laserintensität und auch in der bei Raumtemperatur emittierten Wellenlänge auftreten. Die Schwankungen der Wellenlänge können bei einer Zielwellenlänge von beispielsweise 760 nm durchaus einige Nanometer betragen. Verlangt man vom Laserhersteller, nur Laser zu liefern, die exakt bei einer vorher festgelegten Wellenlänge emittieren, so kann dieser von den hergestellten Lasern unter Umständen nur wenige Prozent verwenden. Durch eine Identifizierung der Absorptionslinien im Spektrum und beispielsweise durch eine vorherige Festlegung von mehreren geeigneten Absorptionslinien für eine Messung ist die exakte bei Raumtemperatur emittierte Wellenlänge nicht mehr so wichtig und es können deutlich mehr Laser verwendet werden. Hierdurch wird der Preis eines Lasers erheblich verringert. Another advantage is that a wider selection of lasers produced can be used. This is because variations in the laser intensity and also in the wavelength emitted at room temperature occur during the production of lasers. The fluctuations of the wavelength can be quite a few nanometers at a target wavelength of, for example, 760 nm. If one requires the laser manufacturer to supply only lasers which emit exactly at a predetermined wavelength, then this may only use a few percent of the lasers produced. By identifying the absorption lines in the spectrum and, for example, by preselecting several suitable absorption lines for a measurement, the exact wavelength emitted at room temperature is no longer present so important and significantly more lasers can be used. As a result, the price of a laser is significantly reduced.

Ein weiterer Vorteil, der ebenfalls beim Masseneinsatz zu Tage tritt, ergibt sich durch die automatische Linienidentifikation und liegt darin, dass die Sensoren nicht alle manuell auf die richtige Absorptionslinie eingestellt werden müssen, was wiederum den Einsatz von fachkundigem Personal erfordern würde. An additional benefit of mass deployment is the automatic line identification, which means that not all sensors have to be manually set to the correct absorption line, which in turn requires the use of expert personnel.

In einer bevorzugten Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird, nachdem wenigstens zwei Absorptionslinien ermittelt wurden, ein Vergleich der gefundenen Temperaturintervalle zwischen den Absorptionslinien mit bekannten Intervallen durchgeführt. Die bekannten Intervalle werden dabei beispielsweise einer Datenbank wie der HITRAN-Datenbank entnommen. Hierbei wird bevorzugt berücksichtigt, dass die Wellenlängenänderung des Lasers proportional zur Temperaturänderung ist und somit die Wellenlängenabstände zwischen den Absorptionslinien, die beispielsweise aus einer Datenbank entnommen werden, proportional zu den gemessenen Temperaturlücken sind. Durch Normierung können die Abstände miteinander verglichen werden. In a preferred embodiment and development of the invention, after at least two absorption lines have been determined, a comparison of the temperature intervals found between the absorption lines is carried out with known intervals. The known intervals are taken, for example, a database such as the HITRAN database. In this case, it is preferably considered that the wavelength change of the laser is proportional to the temperature change and thus the wavelength distances between the absorption lines, which are taken for example from a database, are proportional to the measured temperature gaps. By normalization, the distances can be compared with each other.

Passen die theoretischen Abstände zu den gemessenen Abständen, so können anschließend gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die theoretischen Höhen, also Stärken der Absorptionslinien, aus der Datenbank berechnet und wiederum mit Hilfe von Normierung mit den gemessenen Stärken verglichen werden. Wenn auch diese Linienstärken in einem gewissen Fehlerrahmen mit den theoretisch bekannten übereinstimmen, so ist die Wellenlänge des Lasers eindeutig identifiziert. If the theoretical distances match the measured distances, then, according to an embodiment of the invention, the theoretical heights, ie intensities of the absorption lines, can be calculated from the database and, in turn, compared with the measured strengths by means of normalization. Even if these line strengths coincide with those theoretically known in a certain error range, the wavelength of the laser is uniquely identified.

In einer bevorzugten Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird bei der Temperaturrampe zuerst ein erster Temperaturwert angesteuert und von diesem aus die Temperaturrampe zu einem zweiten Temperaturwert durchfahren. Mit anderen Worten wird also eine steigende oder fallende Temperaturrampe durchlaufen. Bevorzugt wird als erster Temperaturwert ein Temperaturminimum und als zweiter Temperaturwert ein Temperaturmaximum verwendet. Mit anderen Worten wird bevorzugt eine steigende Temperaturrampe durchfahren. In a preferred embodiment and further development of the invention, a first temperature value is first of all controlled at the temperature ramp, and from there the temperature ramp is passed through to a second temperature value. In other words, an increasing or decreasing temperature ramp will therefore pass through. Preferably, a temperature minimum is used as the first temperature value and a temperature maximum as the second temperature value. In other words, a rising temperature ramp is preferably passed through.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird zu Beginn der Temperaturrampe ein Rauschwert für den MessSpektrometer-Aufbau ermittelt. Damit ist es in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung möglich, bei der Ermittlung der Absorptionslinien nur solche zu berücksichtigen, deren Stärke größer ist als der so ermittelte Rauschwert. Hierdurch werden die Genauigkeit der Messung und die Sicherheit der Kalibrierung erhöht, da eine Aufnahme falscher Absorptionslinien vermieden wird. According to a further preferred embodiment of the invention, a noise value for the measurement spectrometer structure is determined at the beginning of the temperature ramp. Thus, in a particularly preferred embodiment and development of the invention, it is possible to take into account only those whose intensity is greater than the noise value thus determined when determining the absorption lines. This increases the accuracy of the measurement and the safety of the calibration, as a recording of false absorption lines is avoided.

Um eine weitere Erhöhung der Genauigkeit zu erreichen und somit Kalibrierfehler zu vermeiden, werden wenigstens drei Absorptionslinien für die Kalibrierung ermittelt und berücksichtigt. Hierdurch können für die Kalibrierung zwei Temperaturintervalle und drei Linienstärken verwendet werden. In order to achieve a further increase in accuracy and thus to avoid calibration errors, at least three absorption lines for the calibration are determined and taken into account. This allows two temperature intervals and three line weights to be used for the calibration.

Ein bevorzugtes, jedoch keinesfalls einschränkendes Ausführungsbeispiel für die Erfindung wird nunmehr anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Dabei sind die Merkmale schematisiert dargestellt. Es zeigen A preferred, but by no means limiting embodiment of the invention will now be explained in more detail with reference to the figures of the drawing. The features are shown schematically. Show it

1 einen Messaufbau für die Laserspektroskopie, 1 a measuring setup for laser spectroscopy,

2 einen Temperaturverlauf für den Laser des Messaufbaus, 2 a temperature profile for the laser of the measurement setup,

3 ein gemessenes Spektrum. 3 a measured spectrum.

1 zeigt einen Messaufbau 10 des Ausführungsbeispiels. Der Messaufbau 10 umfasst eine Laserdiode 11, einen Detektor 12 sowie eine Steuereinrichtung 13. Die Laserdiode 11, der Detektor 12 und die Steuereinrichtung 13 sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und miteinander verbunden, wobei das Gehäuse in 1 nicht dargestellt ist. Der Detektor 12 und die Laserdiode 11 sind derart zueinander ausgerichtet, dass das Licht der Laserdiode 11 nach Durchtritt durch ein zu vermessendes Gas 14 wenigstens teilweise in den Detektor 12 einfällt. Zur Einstellung der Temperatur der Laserdiode 11 ist ein Peltierelement 15 mit der Laserdiode 11 verbunden. Das Peltierelement 15 wird ebenfalls von der Steuereinrichtung 13 angesteuert. 1 shows a measurement setup 10 of the embodiment. The measurement setup 10 includes a laser diode 11 , a detector 12 and a control device 13 , The laser diode 11 , the detector 12 and the controller 13 are arranged in a common housing and connected to each other, wherein the housing in 1 not shown. The detector 12 and the laser diode 11 are aligned with each other such that the light of the laser diode 11 after passing through a gas to be measured 14 at least partially into the detector 12 incident. For setting the temperature of the laser diode 11 is a Peltier element 15 with the laser diode 11 connected. The Peltier element 15 is also from the controller 13 driven.

Im Folgenden wird dargestellt, wie die genaue Wellenlängenlage der Laserdiode 11 ermittelt wird. Die Laserdiode 11 des Ausführungsbeispiels emittiert im Bereich von 760 nm Wellenlänge, wobei die genaue Emissionswellenlänge nicht bekannt ist. Um nun die genaue Emissionswellenlängenlage zu ermitteln, durchläuft der Spektrometer-Aufbau 10 gesteuert durch die Steuereinrichtung 13 einen Kalibrationszyklus. The following shows how the exact wavelength position of the laser diode 11 is determined. The laser diode 11 of the embodiment emits in the range of 760 nm wavelength, the exact emission wavelength is not known. To determine the exact emission wavelength, the spectrometer setup goes through 10 controlled by the controller 13 a calibration cycle.

Hierzu wird eine in 2 dargestellte Temperaturkurve durchfahren. Vor dem Beginn des Kalibrationszyklus hat die Laserdiode 11 eine Anfangstemperatur 21, beispielsweise Raumtemperatur. Um nun mit der Temperaturrampe einen möglichst weiten Bereich durchfahren zu können, wird die Temperatur der Laserdiode 11 in einem ersten Schritt abgesenkt auf eine Minimaltemperatur 22. Die Minimaltemperatur wird dabei in diesem Ausführungsbeispiel durch die Leistungsfähigkeit des Peltierelements 15 bestimmt. Die Leistungsgrenze des Peltierelements 15 wird durch ein Abnehmen der negativen Steigung der Temperatur festgestellt. Währenddessen wird der maximale Wert des Systemrauschens von der Steuereinrichtung 13 aufgenommen und für die spätere Verwendung gespeichert. For this purpose, an in 2 pass through the temperature curve. Before the beginning of the calibration cycle, the laser diode has 11 an initial temperature 21 , for example, room temperature. In order to be able to drive through the widest possible range with the temperature ramp, the temperature of the laser diode 11 in a first step lowered to a minimum temperature 22 , The minimum temperature is in this embodiment by the performance of the Peltier element 15 certainly. The power limit of the Peltier element 15 is determined by a decrease in the negative slope of the temperature. Meanwhile, the maximum value of the system noise becomes from the controller 13 recorded and saved for later use.

Ist die Minimaltemperatur 22 einmal erreicht, so beginnt die positive Temperaturrampe. Dabei wird die Temperatur der Laserdiode 11 bis zu einer Maximaltemperatur 23 erhöht. Die Maximaltemperatur 23 ist in diesem Ausführungsbeispiel wiederum durch die Leistungsgrenze des Peltierelements 15 bestimmt. Wie bereits vorher kann diese Grenze durch eine abnehmende Steigung der Temperaturrampe festgestellt werden. Is the minimum temperature 22 Once reached, the positive temperature ramp begins. At this time, the temperature of the laser diode becomes 11 up to a maximum temperature 23 elevated. The maximum temperature 23 is again in this embodiment by the power limit of the Peltier element 15 certainly. As before, this limit can be determined by a decreasing slope of the temperature ramp.

Beim Durchlaufen der Temperaturrampe von der Minimaltemperatur 22 zur Maximaltemperatur 23 arbeiten die Laserdiode 11 und der Detektor 12 und es wird das Spektrum von der Steuereinrichtung 13 aufgenommen und auf Absorptionslinien untersucht. Im Ausführungsbeispiel wird dazu das zweite harmonische Spektrum untersucht. 3 zeigt schematisiert einen Ausschnitt aus einem solchen zweiten harmonischen Spektrum. When passing the temperature ramp from the minimum temperature 22 to the maximum temperature 23 work the laser diode 11 and the detector 12 and it becomes the spectrum from the controller 13 recorded and examined for absorption lines. In the exemplary embodiment, the second harmonic spectrum is examined for this purpose. 3 schematically shows a section of such a second harmonic spectrum.

Im Ausführungsbeispiel wird das Spektrum zuerst auf lokale Maxima 31, 33 untersucht. Hierzu untersucht die Steuereinrichtung 13 fortlaufend die sich ergebenden Werte des Spektrums. Wird ein solches lokales Maximum 31, 33 gefunden, so wird geprüft, ob hierzu auch lokale Minima 32, 34 bei jeweils kleinerer und größerer Temperatur existieren. Diese lokalen Minima 32, 34 um ein lokales Maximum 31, 33 herum sind charakteristisch für Absorptionslinien in der zweiten harmonischen Form. Wird zu einem lokalen Maximum 31, 33 jeweils ein Minimum 32, 34 bei kleinerer und größerer Temperatur gefunden, so handelt es sich um eine Absorptionslinie, die gespeichert wird. In the exemplary embodiment, the spectrum is first set to local maxima 31 . 33 examined. For this purpose, the controller examines 13 consecutively the resulting values of the spectrum. Will such a local maximum 31 . 33 found, it is checked whether this also local minima 32 . 34 exist at respectively lower and higher temperature. These local minima 32 . 34 around a local maximum 31 . 33 around are characteristic of absorption lines in the second harmonic form. Becomes a local maximum 31 . 33 one minimum each 32 . 34 found at lower and higher temperature, it is an absorption line that is stored.

Ist die Temperaturrampe einmal durchfahren, so beginnt die eigentliche Identifikation der Wellenlängenlage anhand der ermittelten Absorptionslinien. Hierbei ist es aufgrund des Umfangs der theoretisch bekannten Daten zu Absorptionslinien vorteilhaft, wenn ein eingeschränkter Absorptionsliniensatz vorab ausgewählt ist, der sich für die vorliegende Messaufgabe eignet. Dieser eingeschränkte ausgewählte Datensatz wird mit den gemessenen Absorptionslinien verglichen. Hierzu wird mit dem Vergleich der Temperaturintervalle 35 zwischen den lokalen Maxima 31, 33 und den theoretisch bekannten begonnen. Sind wenigstens drei Absorptionslinien ermittelt worden, so stehen wenigstens zwei solche Temperaturintervalle 35 für den Vergleich zur Verfügung. Bei dem Vergleich wird ermittelt, ob die Abfolge der Temperaturintervalle 35 aufeinander der einer theoretisch bekannten Abfolge im ausgewählten Datensatz entspricht. Once the temperature ramp has passed through, the actual identification of the wavelength position begins with the determined absorption lines. In this case, it is advantageous on the basis of the scope of the theoretically known data for absorption lines if a limited absorption line set is selected in advance, which is suitable for the present measurement task. This restricted selected data set is compared with the measured absorption lines. This is done by comparing the temperature intervals 35 between the local maxima 31 . 33 and the theoretically known started. If at least three absorption lines have been determined, then there are at least two such temperature intervals 35 available for comparison. The comparison determines whether the sequence of temperature intervals 35 each other corresponds to a theoretically known sequence in the selected data set.

Ist nun ein Bereich gefunden, bei dem die Abfolge der Temperaturintervalle 35 den theoretischen Temperaturintervallen entspricht, so werden als nächstes die Linienhöhen verglichen. Hierfür werden die theoretischen Höhen aus den theoretisch bekannten Daten der Datenbank berechnet und anschließend mit Hilfe einer Normierung mit den gemessenen Höhen verglichen. Stimmen auch die Linienhöhen in einem gewissen Fehlerrahmen überein, so sind die vorgegebenen Linien identifiziert und somit die Wellenlänge des Lasers in Abhängigkeit von seiner Temperatur eindeutig bekannt. Somit kann eine gewünschte Wellenlänge des Lasers, die bei einer bestimmten Absorptionslinie liegt, durch Wahl einer geeigneten Temperatur 24 angesteuert werden. Is now found an area where the sequence of temperature intervals 35 corresponds to the theoretical temperature intervals, the line heights are next compared. For this purpose, the theoretical heights are calculated from the theoretically known data of the database and then compared with the measured heights by means of a normalization. If the line heights also agree in a certain error frame, then the given lines are identified and thus the wavelength of the laser is clearly known as a function of its temperature. Thus, a desired wavelength of the laser that is at a particular absorption line can be selected by choosing a suitable temperature 24 be controlled.

Claims

Spectrometer setup ( 10 ) for wavelength modulation spectroscopy with - a tunable laser ( 11 ), - an institution ( 15 ) for adjusting the temperature of the laser ( 11 ), - a detector device ( 12 ) for receiving the laser light after passing through a material to be measured ( 14 ), - a control device ( 13 ), characterized in that the control device ( 13 ) is designed to calibrate the wavelength of the laser ( 11 ) carry out at least the following steps: - control of the device ( 15 ) for adjusting the temperature so that a temperature ramp is passed through, - recording the absorption spectrum of the material ( 14 when passing through the temperature ramp, determination of at least two absorption lines in the absorption spectrum, calibration of the wavelength by comparison of the determined absorption lines with known absorption lines of the material.

Spectrometer setup ( 10 ) according to claim 1, wherein the comparing step first of all a comparison of temperature intervals ( 35 ) between detected absorption lines with known temperature intervals.

Spectrometer setup ( 10 ) according to claim 2, wherein the comparing step after the comparison of temperature intervals ( 35 ) comprises a comparison of the strength of the absorption lines with known starches.

Spectrometer setup ( 10 ) according to one of the preceding claims, in which the control of the device ( 15 ) for temperature setting so it is audible that first a first temperature value ( 22 ) and from there the temperature ramp to a second temperature value ( 23 ) is passed through.

Spectrometer setup ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the first temperature value ( 22 ) a temperature minimum ( 22 ) and the second temperature value ( 23 ) a temperature maximum ( 23 ).

Spectrometer setup ( 10 ) according to one of the preceding claims, in which the control device ( 13 ) is configured, at the beginning of the temperature ramp, a noise value for the spectrometer structure ( 10 ) and, in determining the absorption lines, only consider those in which the strength is greater than the noise value.

Spectrometer setup ( 10 ) according to one of the preceding claims, in which the control device ( 13 ) is designed to determine and use at least three absorption lines for the calibration.

Spectrometer setup ( 10 ) according to one of the preceding claims, in which the control device ( 13 ) is configured to use the second harmonic spectrum and to determine an absorption line first a local maximum ( 31 . 33 ) of the spectrum is determined, then at a determined local maximum ( 31 . 33 ) determines whether associated local minima ( 32 . 34 ) around the local maximum ( 31 . 33 ) and only in the presence of local minima ( 32 . 34 ) the found local maximum ( 31 . 33 ) is stored as an absorption line.

Method for wavelength calibration of a laser ( 11 ) in a spectrometer setup ( 10 ) for wavelength modulation spectroscopy, comprising the following steps: - passing through a temperature ramp for the laser ( 11 ), - recording the absorption spectrum of a material ( 14 ) when passing through the temperature ramp, - determination of at least two absorption lines in the absorption spectrum, - calibration of the wavelength of the laser ( 11 ) by comparing the determined absorption lines with known absorption lines of the material.

Method according to Claim 9, in which, in the comparison step, first a comparison of temperature intervals ( 35 ) between detected absorption lines with known temperature intervals, and then a comparison of the strength of the absorption lines with known starches.

Method according to claim 9 or 10, wherein first a first temperature value ( 22 ) for the laser ( 11 ) and from there the temperature ramp to a second temperature value ( 23 ) is passed through.

Method according to one of claims 9 to 11, wherein as the first temperature value ( 22 ) a temperature minimum ( 22 ) and as a second temperature value ( 23 ) a temperature maximum ( 23 ) is used.

Method according to one of claims 9 to 12, wherein at the beginning of the temperature ramp, a noise value for the spectrometer structure ( 10 ) is determined, and in determining the absorption lines only those are taken into account, in which the strength is greater than the noise value.

Method according to one of claims 9 to 13, wherein at least three absorption lines are determined and used for the calibration.

Method according to one of Claims 9 to 14, in which the second harmonic spectrum is used and, to determine an absorption line, first a local maximum ( 31 . 33 ) of the spectrum is determined, then at a determined local maximum ( 31 . 33 ) determines whether associated local minima ( 32 . 34 ) around the local maximum ( 31 . 33 ) and only in the presence of local minima ( 32 . 34 ) the found local maximum ( 31 . 33 ) is stored as an absorption line.