Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm

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MO: Fachverband Molekülphysik

MO 53: New Experimental Techniques

MO 53.1: Fachvortrag

Donnerstag, 22. März 2007, 14:00–14:30, 6D

Terahertz Laserspektrometer und Bildgebung — •Erik Bründermann — Physikalische Chemie II, NC 7-68, 44780 Bochum

Wässrige Lösungen konnten bisher nur sehr schwer im THz-Bereich vermessen werden u.a. aufgrund des geringen Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (SRV). THz-Time-Domain-Spektrometer haben typisch ein ausreichendes SRV ≥ 10⁴ für Frequenzkomponenten unterhalb von 1.5 THz, SRV ≥ 100 bei 2 THz, SRV ≥ 10 bei 2.5 THz mit jeweils 1 s Integrationszeit und Frequenzauflösungen im GHz-Bereich.

Mit einem in der Frequenz durchstimmbaren THz-Germanium-Laser hoher Leistung und gekühlten Detektoren konnten wir ein automatisiertes Table-Top Transmissionsspektrometer für in Wasser gelöste Biomoleküle realisieren [1]. Der Laser kann den Bereich von 1 bis 4 THz mit Linienbreiten im MHz-Bereich abdecken. Mit einer Integrationszeit von 0.4 ms entsprechend 100 Pulsen a 4 µ s erreichen wir dann z.B. bei 2.4 THz ein SRV von mehr als 10⁶ [1]. Damit ist die Messung des großen Parametersatzes aus verschiedenen Konzentrationen, Pufferlösungen, pH-Werten und Temperaturen, relevant bei biologischen Proben mit hinreichender Statistik erst möglich [1].

Weiterhin geben wir einen Ausblick auf Quantenkaskadenlaser sowie Bildgebung mit Videoraten [2] (www.rub.de/pc2/thz-video.html).

[1] U. Heugen, G. Schwaab, E. Bründermann, M. Heyden, X. Yu, D. M. Leitner, and M. Havenith, PNAS 103, 12301 (2006).

[2] E. Bründermann et al., Opt. Express 14, 1829 (2006); Photonik 3, 88 (2006); Photonik 6, 60 (2006).