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4.1. LINEARE METHODEN 89
Tabelle 4.1: Abschätzung von Detektionsgrenzen für Atome bzw. Moleküle im
Falle der Laser Absorption [Leto86]
Berücksichtigt man, daß sich nur ein Anteil q der Absorber im gewünschten Quantenzustand
befindet (zum Beispiel aufgrund einer thermischen Verteilung verschiedener vibronischer
Zustände im Molekül oder Feinstruktur-Zustände im Atom), so folgt
nmin = 1 4τ∆PMin
q �ω
(4.6)
Tabelle 4.1 gibt typische Zahlenwerte für den Fall der Detektion von Atomen und von Molekülen
in der Gasphase. Neben dem geringeren Wirkungsquerschnitt ist vor allem die längere
Relaxationszeit τ von Molekülen (bis diese über eine Kaskade verschiedener Zustände wieder
in dem zur Absorption geeigneten Zustand zur Verfügung stehen) sowie die geringere relative
Population q des Ausgangszustands (weit höhere Zustandsdichte im Molekül als im Atom)
dafür verantwortlich, daß das Detektionslimit für Moleküle bei sonst ähnlichen Bedingungen
um mehr als sechs Größenordnungen geringer ausfällt. Für Anwendungen der Molekülabsorption
siehe § 8 insbesondere § 8.3.
Intra Cavity Absorption
Eine Möglichkeit die Empfindlichkeit gegenüber herkömmlicher Absorptionsspektroskopie
weiter zu steigern bietet die Absorption innerhalb eines Resonators, die sogenannte Intra
Cavity Absorption. Hierbei kann entweder ein externer Resonator oder aber auch ein Laserresonator
genutzt werden. Wir betrachten den letzteren Fall. Benötigt wird ein Laser dessen
Emissionsprofil breiter ist als die zu untersuchende spektroskopische Absorptions-Bande