TG-Spektroskopie

Bei dem TG-Experiment (Aufbau) wird die Probe durch zwei räumlich und zeitlich kohärente Laserstrahlen der Wellenlänge lpump und der Intensitäten Ia und Ib angeregt, die aus dem selben Laser stammen und sich unter einem Winkel Q schneiden. Vorausgesetzt, man befindet sich mit der Anregungswellenlänge in Resonanzmit einer Absorptionsbande der Probe, erhält man in der Probe eine Modulation des komplexen Brechungsindex mit einer Periode L: (n ist der Brechungsindex der Probe). Die Periode der entstandenen gitterartigen Struktur kann also durch einfaches Variieren des Schnittwinkels der Pumpstrahlen verändert werden. Das Gitter wird durch Beugung eines Probestrahls nachgewiesen, der im Falle eines "dicken" Gitters (Probendicke d >> L) der Bragg-Bedingung in der Form genügen muss. Im Falle eines "dünnen" Gitters kann der Probestrahl in beliebigem Winkel einfallen, hier tritt auch Selbstbeugung der Pumpstrahlen in höhere Ordnungen auf. Während der Lebensdauer der angeregten Zustände erhält man eine Modulation des komplexen Brechungsindex durch die Variation der Besetzungszahl. Die angeregten Zustände können über photochemische Reaktionen zerfallen, so dass man ein chemisches Konzentrationsgitter erhält. Und/oder sie relaxieren strahlungslos, so dass ein thermisches Gitter entsteht. Die verschiedenen Gitterarten lassen sich über ihre charakteristischen Lebensdauern identifizieren. Mit Hilfe thermischer Gitter lässt sich z.B. die Excited State Absorption schwach absorbierender Proben bestimmen.