Die optische Spektroskopie ist ein Teilgebiet der Physik, das sich mit der Untersuchung der Wechselwirkung von Licht mit Materie befasst. Ihr Ziel ist es, das optische Spektrum zu ermitteln, d. h. die Abhängigkeit der Intensität der von einem Material absorbierten, reflektierten, emittierten oder gestreuten Strahlung von der Wellenlänge, aus der sich dann die Eigenschaften des untersuchten Materials ableiten lassen.
Superkontinuierliche Laser erzeugen weißes Licht mit einer Spektralbreite, die der klassischer Lampen ähnelt, jedoch mit den Eigenschaften eines Laserstrahls. Dank dieser Kombination („breit wie eine Lampe und strahlend wie ein Laser“) sind sie eine begehrte Alternative zu klassischen breitbandigen Lichtquellen wie Xenon- und Deuterium-Entladungslampen sowie Halogenlampen.
Die Farbmessung und der Farbvergleich dienen heute vor allem der schnellen und einfachen Qualitätskontrolle einzelner Produkte (Veränderung des Weißgrads von Bekleidungsstoffen, Farbe von Lebensmitteln, Konsistenz von Lichtquellen in der gewerblichen Beleuchtung, Vergleich verschiedener Chargen). Modulare Farbmesssysteme lassen sich problemlos an ein breites Spektrum von Probentypen anpassen.
Zweidimensionale Anregungs-Emissions-Spektren werden bei der Untersuchung von Photolumineszenzmaterialien zunehmend zu einem gefragten Ergebnis. Um eine vollständige Anregungs-Emissions-Karte (EEM = Excitation-Emission Map) zu erhalten, muss die Anregungswellenlänge systematisch variiert und für jede einzelne Einstellung das Emissionsspektrum aufgezeichnet werden. Bei Verwendung eines schnellen CCD-Detektors lässt sich eine EEM in sehr kurzer Zeit erstellen.
Bei Monochromatoren versteht man unter dem Begriff „Streulicht“ (Stray Light) ein unerwünschtes Signal, das zusammen mit dem gewünschten (eingestellten) Spektralband durch den Monochromator gelangt. Moderne Monochromatoren verfügen über ein automatisches Filterkarussell zur Unterdrückung höherer Beugungsordnungen. Zudem kommen optische Elemente von hoher Qualität und mit geringer Streuung zum Einsatz. Darüber hinaus lässt sich das Streulicht durch den Einsatz eines Doppelmonochromators deutlich unterdrücken.
Der Raman-Effekt ist eine inelastische Streuung von Licht an Teilchen (Molekülen und Atomen), bei der die Teilchen durch die Abgabe eines Energiequants in einen ihrer Quantenzustände übergehen. Die Raman-Spektroskopie ist eine sehr effiziente und zerstörungsfreie Technik, die Aufschluss über Schwingungs- und Rotationsübergänge in Molekülen gibt. Sie findet in vielen Bereichen Anwendung, darunter in der Grundlagenforschung, der routinemäßigen Prozesssteuerung und der Materialidentifizierung.
Raman-Mikrospektrometrie bei niedrigen Temperaturen (4 K) und einer einzigartigen Konfiguration aus einem optischen Kryostaten mit geschlossenem Kreislauf und einem Mikroskopobjektiv zur Erzielung einer hohen numerischen Apertur.
Die zeitkorrelierte Einzelphotonen-Zählung (TCPC = Time-Correlated Single Photon Counting) ist ein äußerst empfindliches Verfahren, mit dem sich die zeitlich aufgelöste Fluoreszenz mit einer Zeitauflösung im Bereich von Pikosekunden (ps) bis Nanosekunden (ns) messen lässt. Es handelt sich um eine digitale Technik, die auf dem statistischen Charakter des Ausklingens von Lumineszenzphotonen basiert.
Die FLIM-Methode (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy) nutzt ein optisches Mikroskop zur Erfassung der Fluoreszenzlebensdauer. Sie gehört zu den Techniken der Fluoreszenzmikroskopie, die sich dadurch auszeichnen, dass sie die Fluoreszenz zur Kontrastierung einzelner mikroskopischer Aufnahmen nutzt. Das Ergebnis ist eine sogenannte FLIM-Karte, die die räumliche Verteilung der Fluoreszenzlebensdauer für einen ausgewählten Bereich der Probe angibt. Ein FLIM-System lässt sich durch die Kombination eines optischen Mikroskops mit einem TCSPC-Lumineszenzspektrometer realisieren.
Die Untersuchung der Absorption, Lumineszenz, Durchlässigkeit, Reflexion und Streuung optischer Strahlung gehört zu den häufigsten spektroskopischen Messungen. Sie ermöglichen es, auf effiziente und zerstörungsfreie Weise Informationen über die untersuchte Substanz zu gewinnen. Es ist daher nicht verwunderlich, dass sie ständig weiterentwickelt und variiert werden.
Die Messung der Lebensdauer, auch als „Abklingzeit“ bezeichnet, ist ein typisches Beispiel dafür, wie uns die Untersuchung der zeitlichen Entwicklung optischer Eigenschaften (zeitaufgelöste Spektroskopie) dabei hilft, mikroskopische Prozesse in den untersuchten Materialien zu identifizieren und zu beschreiben.
Die Kombination aus dem ultraschnellen Verstärker Coherent Astrella® und dem System zur Erzeugung hoher Harmonischer KMLabs XUUS4™ ermöglicht die Erzeugung von stabilem, hochwertigem, kohärentem EUV-Licht. Dieses bietet eine Photonenenergie im Bereich von 25–50 eV und einen ausreichenden Lichtstrom für eine breite Palette wissenschaftlicher Anwendungen.
Plasmonenresonatoren sind ein wirksames Mittel zur Verbesserung optischer Prozesse in Materialien im Nanobereich. Stark begrenzte optische Felder an den Verbindungsstellen zwischen metallischen Nanopartikeln können zu einer Erhöhung der lokalen Lichtintensität um bis zu mehrere Größenordnungen führen. Dies ermöglicht oberflächenverstärkte Raman-Streuung, oberflächenverstärkte Infrarotabsorption, starke Bindung und den Purcell-Effekt – eine spontane Verstärkung der Lichtemission.