Dreidimensionale konfokale Absorptionsmessungen zur räumlichen ...

3. Beschreibung des Experimentes
Ia,(0,0,0) = 3, 18 ∗ 10 4 W/m 2
= 3, 18 W/cm 2
= 3, 18 J/(s ∗ cm 2 )
1 W := 2.7 ∗ 10 18 P hotonen/s
Ia,(0,0,0) = 8, 6 ∗ 10 18 P hotonen/(s ∗ cm 2 )
σ0 = 4 ∗ 10 −16 cm 2
=> 3440 P hotonen/s auf σa,0
τtrans = 20 µs
Ia,(x,y,z) ∗ σa,0 ∗ τtrans = 8, 6 ∗ 10 18 ∗ 4 ∗ 10 −16 ∗ 20 ∗ 10 −6
= 0, 07 (!) (3.60)
Aus diesem Beispiel, ist ersichtlicht, dass bei einer eingestrahlten Anregungslichtmenge
von 100 nW ein typisches Rhodamin 6G-Molekül sich nur zu ca. 7 % der Zeit in einem
angeregten Zustand befindet.
Für ein einzelnes Molekül ergibt sich nun aus dem vorherigen Rechnenbeispiel eine
Transmissionsänderung � �
∆P
P single von:
� �
∆P
=
P
∆σM
ω2 (3.61)
m ∗ π
single
Für den einfachsten Fall, dass die Farbstoffmoleküle einfach nach erfolgter Anregung
zu 100 % ausbleichen und λM = λA, so geht der die Änderung des Absorptionsquerschnitt
∆σM einfach in den Absorptionsquerschnitt σM über.
Das hier skizzierte Zahlenbeispiel ergibt für diese Rechnung:
� ∆P
P
�
single
∼ = 4 ∗ 10 −16 cm 2
4 ∗ 10 −8 cm 2
∼ = 1 ∗ 10 −8
(3.62)
D.h. aber im Umkehrschluss auch, dass ich die Laserleistung nach der Probe auf 1∗10 −8
genau bestimmen muss.
Bei Verwendung eines gegebenen Lasers lässt sich nun für jeden Absorber über eine
relativ einfach zu bestimmende Rauschmessung eine absolute Nachweisgrenze für die
Detektion in einer Anzahl von Absorbern Nmin Absorberangeben.
3.7. Zusammenfassung
� �
∆P
P limit
Nmin Absorber = � �
∆P
P single
(3.63)
In diesem Kapitel wurde eine mathemathische Beschreibung einer experimentellen Methode
hergeleitet, die es gestattet die dreidimensionale Struktur bzw. Konzentrationsverteilung
einer Probe aufzuklären und als Grundlage für ein bildgebendes Verfahren
dient. Die Bildaufnahme erfolgt identisch mit der konfokalen Bildgebung indem man die
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