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224 KAPITEL 8. INFRAROT SPEKTROSKOPIE
Abbildung 8.11: Das Prinzip der harmonischen Detektion: Die Frequenz des
Anregungslasers wird mit ω = 2πf moduliert (oben). Liegt die zentrale Frequenz
des Anregungslasers in der Flanke des Absorptionsprofils (unten links) so ist das
Messignal mit der gleichen Frequenz moduliert (unten rechts), enthält aber auch
anharmonische Anteile. [Meas84]
das Signal mit der Modulationsfrequenz f faltet und zeitlich integriert. Alle Frequenzanteile
die keine konstante Phasenbeziehung zur Modulation haben, mitteln sich hierbei heraus.
Insbesondere sind dies alle Frquenzen außer n · f. Detektion auf der Frequenz f erzeugt die
Ableitung des Absorptionsprofils, Detektion auf 2f die 2.Ableitung. Die Vorteile sind: die
kHz Detektion umgeht den 1/f-Noise, diskriminiert alle Signale (und Störsignale) ohne Wellenlängenabhängigkeit
und umgeht ’ nicht-konstanten‘ Untergrund. Das Prinzip verdeutlicht
Abbildung 8.11. Die Frequenz des Anregungslasers wird mit ω = 2πf moduliert (oben). Liegt
die zentrale Frequenz des Anregungslasers in der Flanke des Absorptionsprofils (unten links),
so ist das Messignal mit der gleichen Frequenz moduliert (unten rechts). Wäre das Absorptionsprofil
linear, so enthielte das Absorptionssignal nur einen Anteil ∝ sin (2πft). Wegen
der Nichtlinearität kommen aber auch harmonische Vielfache ∝ sin (2π2ft) , ∝ sin (2π3ft),
u.s.w. hinzu. Die relative Stärke der Harmonischen ist charakteristisch für das jeweilige Profil
(Gauss, Lorentz, Voigt). Je kleiner die Amplitude a der Modulation, desto kleiner ist natürlich
Der Beitrag der höheren Harmonischen.
Wesentlich ist auch die Lage der Mittenfrequenz des modulierten Lasers. Entgegen der in-