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Spezielle Techniken in der Raman-Spektroskopie

Stimulierter Raman-Effekt

Für den stimulierten Raman-Effekt wird ein intensiver Laserstrahl mit Hilfe einer Linse auf die zu untersuchende Probe fokussiert. Das von der Probe gestreute Licht wird unter einem Winkel von ca. 10° auf einem Detektor abgebildet.

Abb.1
schematischer Aufbau

Der stimulierte Raman-Effekt kann nicht bei allen Schwingungen einer Substanz beobachtet werden, sondern nur bei der Schwingung, die im klassischen Raman-Experiment die größte Raman-Intensität zeigt. Für Benzen ist das die Schwingung bei 992 cm-1 (Ringschwingung), die extrem verstärkt wird.

Ungefähr 50 % des einfallenden Laserlichtes mit der Frequenz ν 0 wird in die Stokes-Linie mit der Frequenz ν 0 - ν vib umgewandelt. Dieses Licht ist immer noch so stark, dass eine weitere Schwingung mit der Frequenz ν 0 - 2 ν vib angeregt werden kann. Diese Linie regt wiederum eine dritte Stokes-Linie bei ν 0 - 3 ν vib an, usw.. Auch die Beobachtung von Anti-Stokes-Linien ist mit der stimulierten Raman-Spektroskopie möglich. Wie nebenstehendes Bild zeigt, erscheinen alle Banden in gleichen Abständen voneinander. Die Anharmonizität spielt hier keine Rolle.

Abb.2
Energiezustände des stimulierten Raman-Effektes

Der stimulierte Raman-Effekt wird häufig zur Frequenzverschiebung von gepulsten Lasern genutzt, da diese nur bei einer Wellenlänge betrieben werden können. Dazu verwendet man z.B. Wasserstoffgas, welches eine Stokesverschiebung von 4161 cm-1 zeigt.

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