Techniklexikon

Sättigungsverbreiterung

Atom- und Molekülphysik, Mechanismus der Verbreiterung von Spektrallinien in Atomen oder Molekülen gegenüber der natürlichen Linienbreite durch Sättigung des betrachteten Übergangs. Betrachtet man den Sättigungsparameter S in Abhängigkeit der Frequenz w der einfallenden Strahlung, so ergibt sich:

wobei w₀ die Resonanzfrequenz des betrachteten Übergangs und g die natürliche Linienbreite ist. Damit lässt sich die Absorptionrate des gesättigten Übergangs berechnen als

Dabei ist  die ungesättigte Absorptionsrate bei der Resonanzfrequenz. Diese Form der Absorptionsrate ist eine Lorentz-Verteilung mit der Halbwertsbreite ; g_s ist die Linienbreite des gesättigten Übergangs. Diese Verbreiterung der Linie wird durch die Sättigung des Übergangs verständlich. Sie verhindert eine Population des angeregten Zustands, die grösser ist als 1 / 2. Steigt die Pumprate an, so werden mehr Photonen an den Rändern der Spektrallinie absorbiert, was zur Verbreiterung führt.