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Sättigungsverbreiterung

Atom- und Molekülphysik, Mechanismus der Verbreiterung von Spektrallinien in Atomen oder Molekülen gegenüber der natürlichen Linienbreite durch Sättigung des betrachteten Übergangs. Betrachtet man den Sättigungsparameter S in Abhängigkeit der Frequenz w der einfallenden Strahlung, so ergibt sich:

Sättigungsverbreiterung

wobei w0 die Resonanzfrequenz des betrachteten Übergangs und g die natürliche Linienbreite ist. Damit lässt sich die Absorptionrate des gesättigten Übergangs berechnen als

Sättigungsverbreiterung

Dabei ist Sättigungsverbreiterung die ungesättigte Absorptionsrate bei der Resonanzfrequenz. Diese Form der Absorptionsrate ist eine Lorentz-Verteilung mit der Halbwertsbreite Sättigungsverbreiterung; gs ist die Linienbreite des gesättigten Übergangs. Diese Verbreiterung der Linie wird durch die Sättigung des Übergangs verständlich. Sie verhindert eine Population des angeregten Zustands, die grösser ist als 1 / 2. Steigt die Pumprate an, so werden mehr Photonen an den Rändern der Spektrallinie absorbiert, was zur Verbreiterung führt.

 

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