Im Rahmen des geplanten Projekts werden wir ein Verfahren, mit dem die Dichte einer Schneedecke rasch und mit wenig Aufwand vermessen werden kann, erproben, ein Prototyp-Messgerät aufbauen und im praktischen Einsatz testen. Zu diesem Zweck wird mit einem Bearbeitungslaser ein Loch in die Schneedecke geschmolzen und mit einem Messlaser wird der Fortschritt kontinuierlich erfasst. Da Schnee in bestimmten Wellenlängenbereichen nahezu 100% der auftreffenden Strahlung absorbiert, kann aus dem Fortschritt der Schmelzfront auf die aktuelle Schmelzgeschwindigkeit und damit auf die Schneedichte über dem vertikalen Verlauf der Schneedecke (Schneeprofil) geschlossen werden. Im Rahmen von Vorversuchen konnte die prinzipielle Tauglichkeit des Verfahrens gezeigt werden, allerdings konnten durch konstruktionsbedingte Unzulänglichkeiten des verwendeten Messlasers nur geringe Bohrtiefen messtechnisch erfasst werden. Da herkömmliche, auf Lasern basierende Entfernungsmessgeräte in der Regel einen lateralen Versatz zwischen Sender und Empfänger aufweisen und damit Messungen engen Bohrungen nicht möglich sind, werden wir einen gemeinsamen optischen Pfad der Strahlung des Senders und des Empfängers verwenden. Die Erfassung des Schmelzfortschritts und damit der Schmelzgeschwindigkeit erfolgt dadurch koaxial zum Schmelzlaser ohne lateralen Versatz zwischen Sender und Empfänger. Dazu wird ein Time-of-Flight(TOF)-Messsystem mit Hilfe optischer Komponenten zur Polarisationskontrolle modifiziert. Die polarisierte Strahlung des Senders kann durch einen polarisierenden Strahlteiler zum Empfänger geführt und damit ein koaxialer Strahlengang realisiert werden, welcher auch Messungen in tieferen Bohrungen ermöglichen soll. Die Detektion der Strahlung aus dem Bohrloch soll mit Hilfe von Avalanche-Photodioden (APD) bzw. eines Silicon Photomultipliers (SiPM) erfolgen, um auch bei den erwarteten geringen Intensitäten noch ausreichende Signalstärken zu erhalten. Ein kompaktes, thermisch stabiles Schneedichtemessgerät soll als Prototyp aufgebaut und der Zusammenhang zwischen Schmelzgeschwindigkeit und Schneedichte im Labor und auch später in Feldversuchen verifiziert werden. Neben der Schneedichte können damit auch die Schneehöhe sowie daraus folgernd das Schneewasseräquivalent (SWE) bestimmt werden. Die Schneedecken-Analyse mittels Laser soll zu einer deutlich vereinfachten und schnelleren Ermittlung der benötigten Daten für die Naturgefahrenbeurteilung (Lawinensituationen), von Schneelasten, der Glaziologie und der Einschätzung des Schmelzwasseraufkommens im Frühjahr führen.