Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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MO: Molekülphysik

MO 10: Poster IV: fs - Spektroskopie

MO 10.6: Poster

Dienstag, 16. März 1999, 16:00–19:00, PA

Femtosekunden CARS an H₂ — •T. Lang, K.-L. Kompa, und M. Motzkus — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, D-85748 Garching

Der Einsatz von zeitaufgelöster, nichtresonanter CARS-Spektroskopie (Coherent Antistokes Raman Scattering) als Nachweis-Methode für Raman-aktive Moleküle im Femtosekunden-Bereich wurde an den Rotations-Vibrations-Übergängen des H₂-Moleküls methodisch untersucht. Die große spektrale Bandbreite des fs-Lasers erlaubt eine kohärente Anregung aller thermisch besetzten Zustände der zu v=0 gehörenden J-Niveaus, wodurch sich im Anti-Stokes-Signal komplexe Schwebungsmuster im sub-ps-Bereich ausbilden. Diese Muster reagieren empfindlich auf Änderungen in der Besetzungsverteilung und wegen der J-abhängigen Druckverschiebung der Molekülzustände auf Druckänderungen.

Hierzu wurden Messungen im Temperaturbereich von 300 K bis 1100K und im Druckbereich von 100 mbar bis 80 bar durchgeführt. Ein Vergleich mit theoretischen Rechnungen zeigt eine exzellente Übereinstimmung. Die bei den Druckmessungen ermittelten T₂-Zeiten der Rotations-Niveaus zeigen bei p(H₂)=1 bar das durch den Dicke-Effekt erwartete Maximum an, eine J-Abhängigkeit der T₂-Zeiten konnte jedoch nicht beobachtet werden. In unseren H₂-Experimenten wird eine spektrale Auflösung von bis zu 1· 10⁻³cm⁻¹ erreicht, die Nachweisgrenze in der Gaszelle ist für die hier verwendete ”Folded BoxCARS”-Anordnung besser als 100 mbar.