Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

Abb. 14.7. Energiepotentiale der Edelgashalogenide
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Verbindungslinie darstellt. Für L benutzt man große griechische Buchstaben
Σ, Π, ∆, Φ, etc.analogzudens,p,d...-Bezeichnungen bei den Elektronenorbitalen
im Atom.
Aus Abb. 14.7 sind die stark gebundenen Potentiale der angeregten Zustände
wie auch die praktisch flachen oder repulsiven Potentialkurven des
Grundzustands ersichtlich. In einem angeregten Zustand bilden sich Edelgashalogenide,
da ein angeregtes Edelgasatom chemisch einem Alkaliatom
ähnlich wird. Gebildet werden die zweiatomigen Excimere hauptsächlich
durch die beiden Reaktionskanäle
R + + X − + M → RX ∗ + M, (14.2)
R ∗ + X2 → RX ∗ + X, (14.3)
wobei R und X das Edelgas bzw. das Halogenatom bedeuten und M ein
Stoßpartner ist, der aus Gründen der Energie- und Impulserhaltung an der
Bildung des Excimers in der ersten Reaktion (14.2) beteiligt sein muss. Die
Ionisation oder die elektronische Anregung wird meist in einer gepulsten
Hochspannungsentladung erzeugt. Wie aus Abb. 14.7 ersichtlich, ist der erste
elektronisch angeregte Zustand für kleine internukleare Abstände in zwei
Zustände 2 Σ und 2 Π aufgespalten. Die Potentialkurve des 2 Σ-Grundzustands
ist praktisch flach oder höchstens leicht gebunden. Im Fall von XeCl ∗ beträgt
die Potentialtiefe beispielsweise 255 cm −1 , was ungefähr kT bei Raumtemperatur
entspricht, sodass diese Moleküle thermisch instabil sind. Der 2 Π-
Grundzustand ist immer stark repulsiv.
Falls nun in einem gegebenen Volumen durch irgendeine Maßnahme Excimere
gebildet werden, so ist dies gleichbedeutend mit einer Besetzungsinversion,dajadieMoleküle
im Grundzustand praktisch nicht existieren, sondern
nach einer mittleren Lebensdauer von 10 −12 s dissoziieren. Die Lebensdauern