Infrarotspektroskopie und -imaging sind zerstörungfreie, molekülspezifische Techniken zur chemischen Analyse. Sie haben, beispielsweise in der Materialwissenschaft, der Biologie, Medizin und in der Qualitätskontrolle breite Anwendung gefunden. Ein wichtiger limitierender Faktor für die bildgebende Infrarotspektroskopie liegt in ihrer beschränkten Ortsauflösung. Diese liegt bedingt durch das Rayleigh Kriterium im unteren Mikrometerbereich. Um die Ortsauflösung zu verbessern, können

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... sierte Nahfeldmethoden verwendet werden. Eine vielversprechende Nahfeld-Methode ist die resonanzverstärkte photothermisch induzierte Resonanz (RE-PTIR). Diese Methode kombiniert einen gepulsten, durchstimmbaren Infrarotlaser mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM), um eine Ortsauflösung besser als 50nm im mittleren Infrarot zu erreichen. Im Zuge dieser Arbeit wurde ein RE-PTIR Aufbau implementiert. Dazu wurde ein kommerziell erhältliches AFM mit einem gepulsten, breit durchstimmbaren Quantenkaskadenlaser mit externer Kavität (EC-QCL) kombiniert. Das Durchstimmverhalten des Lasers wurde mittels step-scan Fouriertransform Infrarotspektroskopie charakterisiert. Für ein möglichst hohes RE-PTIR Signal muss der Anregungslaser möglichst eng auf die Probe fokussiert werden. Hierfür wurden zwei verschiedene optische Aufbauten zum Fokussieren des Laserstrahls realisiert und getestet. Der Durchmesser des Brennpunkts wurde mittels wellenoptischer Simulation optimiert. Anhand erster Versuche wurde deutlich, dass Änderungen der Kontaktresonanzfrequenz die Stabilität und Richtigkeit der Messungen negativ beeinflussten. Um diese Änderungen zu kompensieren, wurde eine Kontrollelektronik entwickelt. Diese Schaltung erzeugt Triggerpulse für den EC-QCL und digitalisiert die dadurch erzeugten Schwingungen des AFM Hebels. Um flexible und parallele elektronische Datenverarbeitung zu ermöglichen, wurden die zur Auswertung und Steuerung notwendigen Rechenschritte auf einem FPGA (engl.: field programmable gate array; dt.: im Feld programmierbares Logi [...]