Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

284 J. Bille
Abb. 14.5. Aufspaltung der beim CO2-Laser beteiligten Vibrationsniveaus in Rotationsniveaus
mit Beispielen von Laserübergängen
Für die Laserübergänge zwischen den verschiedenen Vibrations-Rotations-
Niveaus gilt für elektrische Dipolübergänge die folgende Auswahlregel für die
Quantenzahl J: ∆J = ±1, ∆J = 0 ist verboten.
In der Spektroskopie ist es üblich, den Rotationsübergang durch die Quantenzahl
J des unteren Niveaus zu kennzeichnen, und jede Änderung von J
bezieht sich auf dieses Niveau. Die Übergänge mit ∆J = −1 werden zum
P-Zweig, diejenigen mit ∆J = +1 zum R-Zweig zusammengefasst. Der Q-
Zweig (∆J = 0) existiert nicht. Die einzelnen Laserübergänge werden meist
durch den Wellenlängenbereich des involvierten Vibrationsübergangs (10,4-
µm- bzw. 9,4-µm-Band), den Zweig (P bzw. R) und die Quantenzahl J
bezeichnet. Als Beispiel entspricht die in Abb. 14.5 eingezeichnete 10P(20)-
Linie dem Übergang zwischen dem Rotationsniveau mit J = 19 des (00 ◦ 1)-
Vibrationsniveaus und dem J = 20-Zustand des (10 ◦ 0)-Niveaus. Der Abstand
der Laserlinien innerhalb des P-Zweigs beträgt ca. 2 cm −1 , innerhalb des R-
Zweigs weniger als 1,5 cm −1 .
Das Emissionsspektrum eines CO2-Lasers ist in Abb. 14.6 dargestellt.
Deutlich sind die P- und R-Zweige des 9,4-µm- bzw. des 10,4-µm-Bandes
sowie das Fehlen der entsprechenden Q-Zweige zu sehen.