Das IAP Metall-Lidar

Das IAP Metall-Lidar-System dient der Untersuchung von Schichten freier Metallatome im Bereich der oberen Mesosphäre und unteren Thermosphäre (Höhenbereich 75-140 km) mittels Resonanzrückstreuung. Die Sendeeinheit des Metall-Lidar-Systems besteht aus Farbstofflasern mit einer Oszillator- und zwei Verstärkerstufen. Aufgrund der Nutzung von Farbstofflasern können mit geringem Umbauaufwand verschiedene Metalle untersucht und ihre Dichten bestimmt werden. Darüber hinaus liefert das Lidar zusätzliche Wellenlängen für die Untersuchung leuchtender Nachwolken (NLC).

Metall-Resonanzlidars werden seit Mitte der 1990er Jahre am IAP in Kühlungsborn betrieben. Zuletzt wurden die ersten erfolgreichen Sondierungen von Nickel-Atomen durchgeführt und Li-Messungen nach über 40-jähriger Unterbrechung wieder aufgenommen. Lithium gilt als Indikator für anthropogenen Einfluss auf die mittlere Atmosphäre, da es beim Wiedereintritt von Satelliten freigesetzt wird und gleichzeitig eine sehr geringe natürliche Dichte hat. Zurzeit wird das ursprüngliche System durch ein modernes Metall-Lidar ersetzt, das erstmals die gleichzeitige Beobachtung von drei verschiedenen Spezies ermöglichen wird.

Das Empfangssystem des Metall-Lidars besteht aus einem 80-cm-Spiegel mit ca. 3,2 m Brennweite. Die zurückgestreuten Photonen werden in einer Glasfaser gesammelt. Hinter der Glasfaser wird das Licht nach Wellenlängen separiert und durch verschiedene Interferenzfilter auf Photomultiplier geleitet. Die Detektoren arbeiten als Photonenzähler, die einzelnen Zählereignisse werden mit einer Höhenauflösung von bisher 200 m (zukünftig 1,5 m) im PC integriert.