Quantenoptik

Quelle: Wikipedia. Seiten: 36. Kapitel: Nichtlineare Optik, Photonik, Multiphotonenmikroskop, Metamaterial, Doppelspaltexperiment, Frequenzverdopplung, Raman-Streuung, Intensitätsinterferometer, Lithiumniobat, Zwei-Photonen-Absorption, Polymere optische Faser, Photonischer Kristall, Nichtlineare Raman-Spektroskopie, Kaliumniobat, Kerr-Effekt, Biophotonik, Selbstphasenmodulation, Hong-Ou-Mandel-Effekt, Femtosekundenlaser, Spectaris, Träger-Einhüllenden-Phase, Gezogene Faser, Kaliumtitanylphosphat, Lithiumtriborat, Optische Phasenkonjugation, Kerr-Zelle, Optisch parametrischer Oszillator, Beta-Bariumborat, Kerr-Linse, Vier-Wellen-Mischung, Pockels-Effekt, Elektrooptischer Effekt. Auszug: Ein Multiphotonenmikroskop (englisch , MPLSM, auch: , MPM) ist ein spezielles Lichtmikroskop aus der Gruppe der Laser-Scanning-Mikroskope. Bilder werden erzeugt, indem eines von zwei unterschiedlichen physikalischen Phänomenen ausgenutzt wird: Zweiphotonenaufnahme eines gefärbten Rhizom-Querschnitts des Maiglöckchens. Die Anregung erfolgte mit 840 nm, drei Farbkanäle wurden aufgezeichnet und übereinander gelegt.Mit Hilfe eines starken, fokussierten Laserstrahls werden dabei nichtlineare optische Effekte erzeugt, die auf dem Zusammenspiel mehrerer gleichzeitig in einem Molekül eintreffenden Photonen (Lichtteilchen) beruhen. Die Stärke des erzeugten Signals steigt daher nicht linear mit der Zahl der eingestrahlten Photonen, sondern mit dem Quadrat (bei Zwei-Photonen-Effekten) oder der dritten Potenz (bei Drei-Photonen-Effekten). Die Arbeitsweise eines Multiphotonenmikroskops ähnelt der eines konfokalen Laser-Scanning-Mikroskops. Während jedoch die konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie eine Eindringtiefe je nach Präparat von 50¿80 µm hat, können mit der Multi-Photonen-Mikroskopie tiefere Bereiche, z. B. von 200 µm, in sehr günstigen Fällen sogar bis zu 1000 µm (=1 mm) erreicht werden. Dadurch sind Aufnahmen von lebenden Geweben möglich, die anderweitig für die Bildgebung unerreichbar sind. Spektrum des sichtbaren Lichts. Kurzwelliges Licht (links) ist energiereicher als langwelliges (rechts).Die am weitesten verbreitete Multiphotonen-Technik ist die Zwei-Photonen-Fluoreszenzmikroskopie, manchmal auch nur Zweiphotonenmikroskopie genannt. Bei der herkömmlichen Fluoreszenzmikroskopie wird in einem fluoreszierenden Molekül ein Elektron durch die Absorption jeweils eines Photons angeregt, also in einen höheren Energiezustand versetzt. Bei der Zwei-Photonen-Fluoreszenzmikroskopie wird die Anregung des Elektrons durch die gleichzeitige Absorption zweier Photonen hervorgerufen (Zwei-Photonen-Absorption). Auch eine Anregung mit drei oder mehr gleichzeitig eintreffenden Photonen