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Lexikon der Optik: laserinduzierte Photoionisationsspektroskopie

laserinduzierte Photoionisationsspektroskopie, überwiegend für die atomspektroskopische Elementspurenanalyse benutzte Nachweismethode, welche auf der selektiven Ionisation von Atomen mit Hilfe von Laserstrahlen beruht. Die Anzeige erfolgt als ein elektrisches Signal. Die Photoionisation wird im allgemeinen in einem 2- oder 3-Stufenprozeß (Mehrstufenionisation) durch zwei bzw. drei Laserstrahlen bewirkt. Durch Verwendung von Lasern mit hoher Leistungsdichte wird das Erreichen der Sättigungsbesetzung (Absorption) des im vorletzten Schritt angeregten Niveaus angestrebt, so daß eine hohe Ionisationswahrscheinlichkeit für die nachzuweisenden Atome besteht.

Die experimentelle Anordnung für die l.P. ist bestimmt durch die Art der Erzeugung freier Atome. Werden eine Flamme oder ein elektrothermischer Atomisator verwendet, so wird das Signal der l.P. als Leitfähigkeitsänderung zwischen zwei eingebrachten Elektroden gemessen. In diesem Falle spricht man auch von optogalvanischer Spektroskopie. Eine weitere Variante der l.P. beruht auf der Verwendung eines Atomstrahls und nachfolgender Erzeugung von dicht unterhalb der Ionisationsenergie des nachzuweisenden Atoms liegenden Rydberg-Zuständen. Diese können in einem statischen elektrischen Feld ionisiert werden. Mit dieser Anordnung konnten einige Atome im Beobachtungsvolumen des Atomstrahls bzw. Konzentrationen im Bereich von 10-9% nachgewiesen werden. L.P. mittels Flamme oder elektrothermischem Atomisator läßt Nachweisgrenzen bis in den ppt-Bereich (10-10%) erreichen. Begrenzend tritt dabei die erhebliche Störung durch leicht ionisierbare Atome und Moleküle in Erscheinung.

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