Techniklexikon

Resonanzspektroskopie

Laserphysik und -technik, spezielle selektive und hochempfindliche Form der Spektroskopie, bei der der erhöhte Wirkungsquerschnitt für die resonante Absorption von elektromagnetischen Wellen ausgenutzt wird. Ist die Energie der eingestrahlten Photonen genau so gross wie die Differenz zwischen den beteiligten atomaren oder molekularen Energieniveaus, dann spricht man von einer resonanten Anregung. Stimmt die Photonenenergie nicht mit einem Übergang zwischen zwei Zuständen überein (Doppler-freie Zwei-Photonen-Spektroskopie, Laserkühlung, Atom- und Ionenfallen) oder geschieht die Anregung in ein Kontinuum, wie z.B. bei der Ionisation (Ionisationsspektroskopie), dann bezeichnet man dies als nicht-resonante Anregung. Durch den wesentlich höheren Wirkungsquerschnitt für die Absorption erlaubt die resonante im Gegensatz zur nicht-resonanten Anregung besonders um Grössenordnungen bessere Anregungseffizienzen, was für hochempfindliche Nachweisverfahren wichtig ist. Diese höhere Effizienz führt auch zu einer grösseren Selektivität, weil Teilchen mit abweichenden Energieniveaus kaum angeregt werden. Die benötigte schmalbandige Strahlung ist im allgemeinen nur mit einem Laser zu realisieren; für höchste Effizienzen und Selektivitäten werden leistungsstarke Laser (1-10 W) extrem geringer Bandbreite (bis unter 1 MHz) benötigt. Steigern lässt sich die Selektivität durch eine mehrfache, leiterartige resonante Anregung über verschiedene Zwischenzustände (Mehr-Photonen-Spektroskopie), die besonders in der Spurenanalyse Verwendung findet. (Resonanzionisationsspektroskopie, Resonanzionisationsmassenspektroskopie, Laserspektroskopie)