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Kapitel 6. Reduktion der Dekohärenz mittels externer Magnetfelder
Dynamik prinzipiell von T 2 verschieden, dennoch können diese zur groben Abschätzung
der Zeitskalen in nullter Näherung gleich gesetzt werden [162]. Im
Rahmen dieser Arbeit ist die Kohärenzzeit T 2 einheitlich als Zeitdauer definiert,
nach der die anfängliche Signalamplitude auf den 1/e-Anteil gesunken ist.
6.2.3 Messung der Kohärenzzeit ohne externe Magnetfelder
Die prinzipielle Eignung der Spinecho-Technik zur Bestimmung der Kohärenzzeit
T 2 wird zuerst für den Fall ohne bzw. bei schwachen externen statischen Magnetfeldern
untersucht. Eine entsprechende Messung des Zerfalls einer zwischen
den Grundzuständen | ± 1 2 〉 und | ± 3 2 〉 (∆ν H F = 10, 2 MHz) präparierten Kohärenz
ist in Abbildung 6.6 links dargestellt. Abhängig von der äußeren Situation werden
wie im Falle der Lichtspeicherung (s. Abb. 6.6 rechts) zwei charakteristische
Zerfallsdynamiken beobachtet. Liegt ein schwaches Hintergrundfeld vor, kommt
es über die Echoverzögerung 2τ hinweg zu der bereits in Kapitel 4.3 beobachteten
zeitlichen Oszillation der Signalamplitude (–◦–). Diese ist bei der Spinechotechnik
allerdings weniger prägnant ausgeprägt. Gründe hierfür sind einerseits die
im Falle der Spinechos deutlich höhere Anzahl von inhomogen verbreiterten Ensembles
bzw. Phasenkomponenten, welche zur Interferenz beitragen. Andererseits
wird im Gegensatz zur Lichtspeicherung nicht Strahlengang Nachweis 1, sondern
Kontrollstrahl 1 genutzt, welcher einen deutlich größeren Raumbereich innerhalb
des Kristalls adressiert. Im Vergleich zur Lichtspeicherung wirken sich Inhomogenitäten
von Hintergrundfeld als auch von initialem und Rephasierungs-HF-Puls
stärker aus. Komplexere Interferenzeffekte und eine schwächer ausgeprägte DZS
sind die Folge.
Bei reduziertem Hintergrundfeld ist die Zeeman-Aufspaltung der Hyperfeinniveaus
minimiert und die DZS wird unterdrückt (s. auch Kap. 4.3). Im Falle
der Lichtspeicherung konnte dies mittels externer Kompensationsfelder er-
Spinechosignal [bel. Einh.]
1,0 ohne Abschirmung
mit Abschirmung
0,8
exponentieller Fit
0,6
T (fit)
Lichtspeichersig. [bel. Einh.]
0,4
2 0,4
T (fit)
=449 µs
2
0,2
0,2
0,0
0,0
0 500 1000 1500
0 500 1000 1500
Echoverzögerung 2 [µs]
Speicherzeit t [µs]
1,0
0,8
0,6
ohne Kompensation
mit Kompensation
exponentieller Fit
Abbildung 6.6: Vergleich der Messungen des Kohärenzzerfalls mittels Spinechos (links)
und Lichtspeicherung (rechts). Messung mit Hintergrundfeldern (–◦–), mit abgeschirmten
bzw. kompensierten Feldern (–◦–) sowie exponentielle Regressionen (—).
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