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Lexikon der Optik: Lamb-dip-Spektroskopie

Lamb-dip-Spektroskopie, ein Verfahren der Sättigungsspektroskopie in Gasen. Sie ist die meist verwendete Methode der Doppler-freien Laserspektroskopie. Sie beruht auf der Ausnutzung des inversen Lamb-dips, der bei der gesättigten Absorption von Laserstrahlung in Gasen bei niedrigen Drücken auftritt. Die dabei erforderliche stehende Laserwelle kann sowohl in einer äußeren als auch in einer Absorptionszelle innerhalb des Laserresonators vorliegen. Die Frequenzbreite des inversen Lamb-dips ist um mehrere Größenordnungen geringer als die Doppler-Breite (Linienbreite), so daß sich für das Auflösungsvermögen der L. Werte zwischen 108 und 1011 ergeben. Mit der hohen Auflösung sind allerdings auch große Anforderungen an die Lasereigenschaften und den Gasdruck verbunden. Die Frequenzstabilität der Laserlichtquelle muß besser als die zu messende Breite der Absorptionslinien sein. Die Wechselwirkungszeit des Laserfeldes mit den Molekülen darf nicht zu kurz sein, da es anderenfalls zu einer zusätzlichen Linienverbreiterung kommt. Der Gasdruck ist hinreichend niedrig zu wählen, um die Druckverbreiterung der Linien klein zu halten. Daraus folgen dann wiederum relativ hohe Anforderungen an die Nachweisempfindlichkeit im Vergleich zu konventionellen spektroskopischen Verfahren.

Trotz dieser relativ hohen Ansprüche an den Experimentator hat sich die L. zum gängigsten Verfahren der hoch- und höchstauflösenden Spektroskopie entwickelt.

Das Prinzip der L. wurde mittlerweile in einer ganzen Reihe weiterer Varianten verwirklicht, unter anderem bei der Laser-Stark-Spektroskopie und der Laser-magnetischen Resonanz-Spektroskopie sowie der Polarisationsspektroskopie.

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