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228 KAPITEL 8. INFRAROT SPEKTROSKOPIE
Absorptionspfad, der von einem Laser durchlaufen wird. Schwingungen des Spiegels werden
mit einem HeNe Laser gemessen und durch motorisierte Spiegel kompensiert. Die Absorption
wird mit der in § 8.3.2 beschriebenen Technik gemessen (2 kHz Modulation, 4 kHz lock in)
und erlaubt die gleichzeitige Untersuchung von NO, NO2, O3, CH4, H2O und CO2 im ppb
Bereich.
8.4 DER TITAN:SAPHIR LASER
Lange Zeit war Abstimmbarkeit über einen weiten Wellenlängenbereich den Farbstofflasern
vorbehalten. Allerdings suchte man nach einem System, das die einfache Handhabung und
Zuverlässigkeit von Festkörperlasern mit der Abstimmbarkeit vereinte. Mit dem Titan dotierten
Saphir Kristall (Ti:Sa) steht ein solches Medium zur Verfügung, das gleichzeitig eine hohe
Effizienz bietet. Ti:Sa besitzt ein breites Excitationsband von 630-400 nm durch die Photon-
Phonon Anregung des 2 T2g Grundzustands in die durch Jahn-Teller Effekt aufgespaltenen
Zustände 2 Eg(E3/2, E1/2) des Ti 3+ -Ions. Optisches Pumpen mit grün-blauem Licht (insbesondere
der SHG des Nd:YAG Lasers) erlaubt Emission in einem Bereich von ca. 650-1100 nm.
Dieser extrem weite Abstimmbereich ist eine Folge der starken Jahn-Teller Kopplung zwischen
den Elektronen des Ti 3+ -Ions und der umgebenden Saphir-Matrix (Kristallfeldaufspaltung,
§ 4.6.4). Das Emissionsspektrum ist völlig strukturlos, ähnlich dem eines Farbstofflasers.
Abbildung 8.16: Titan Saphir Laser: Absorptions- und Emissionsprofil [Moul83]