Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

134 T. Dreier
Wie bei CARS kann man auch hier durch Verwendung von Laserstrahlen mit
großer Bandbreite (∆ω ∼ 100 cm −1 ) und anschließende Dispersion in einem
Spektrometer DFWM-Spektren im Einzelpulsverfahren gewinnen. Vorteil:
hohe zeitliche Auflösung, gegeben durch die ca. 10 ns Pulslänge des Lasers.
Anwendungen
• Thermometrie,
• Piko-/Femtosekundenkinetik in Flüssigkeiten und Festkörpern.
Aus einem einfachen Modell (stationäre Atome, sättigende Pumpstrahlen,
intensitätsschwacher Probestrahl, phasenkonjugierende Strahlanordnung) erhält
man die Formel (7.8) für die DFWM-Signalintensität [2]:
mit
IDFWM = α2 0L2 (1 + δ2 )
4I2 /I2 sat
(1 + 4I2 /I2 I3
(7.8)
3
sat)
δ =(ω − ω0)T2 , α0 = µ2 ∆N0kT2
2ε0�
, Isat =
2 cε0�
. (7.9)
2T1T2µ 2
Darin bedeuten δ die Abstimmung von der Linienmitte bei ω0, α0 der Absorptionskoeffizienten
(normiert mit der Dephasierungszeit T2) in der Linienmitte
bei ω0, ∆N0, die Besetzungszahldifferenz zwischen unterem und oberen
Energieniveaus des Übergangs (Abb. 7.9) und Isat die Sättigungsintensität.
Abb. 7.9. DFWM-Spektrum von CH4 bei einem Druck von 20 mTorr im Bereich
der CH-Streckschwingungsbande