Spezielle Techniken in der Raman-Spektroskopie
Nichtlineare Raman-Effekte
Mit der Entwicklung immer leistungsstärkerer Laser wurden einige spektroskopische Effekte entdeckt, die man unter dem Begriff nichtlineare Raman-Effekte zusammenfasst.
Im klassischen Raman-Effekt wird das induzierte Dipolmoment µ wie folgt beschrieben:
Diese Beziehung gilt bei der Anwendung leistungsstarker Laser, deren Strahlung eine bis zu 100000 mal größere elektrische Feldstärke aufweisen als die Strahlung kontinuierlicher Laser, wie sie für den klassischen Raman-Effekt verwendet werden, nicht mehr. Es werden nichtlineare optische Effekte beobachtet, die durch folgende Gleichung beschrieben werden können:
Beim klassischen Raman-Effekt (normale Laserleistung) ist nur die Polarisierbarkeit α ausschlaggebend, so dass ein linearer Zusammenhang zwischen induziertem Dipolmoment und elektrischer Feldstärke gegeben ist.
Die bekanntesten nichtlinearen Raman-Effekte sind:
- der Hyper-Raman-Effekt
- die kohärente Anti-Stokes-Raman-Spektroskopie (CARS)
- die stimulierte Raman-Spektroskopie
Trotz vieler Vorteile der nichtlinearen Raman-Effekte werden diese Methoden meist nur in speziell dafür ausgerüsteten Laboratorien angewendet, da experimentell sehr hohe Ansprüche gestellt werden müssen.