Holographische Methoden zur Untersuchung photochemischer und photophysikalischer Eigenschaften von Molekülen

Holographie wird im allgemeinen als eine photographische Methode angesehen, mit der ein dreidimensionales Bild von einem Objekt erhalten werden kann. Dies ist sicherlich der spektakulärste Aspekt. Holographie kann jedoch auch als eine besonders leistungsfähige Methode zur Untersuchung einer Vielfalt von photochemischen und photophysikalischen Prozessen angewendet werden. Dabei stützen sich die experimentellen Techniken auf die Tatsache, daß das Hologramm, charakterisiert durch kleine räumliche Modulationen der optischen Eigenschaften (Brechungsindex und Absorptionskoeffizient) des Probenmaterials, einen einfallenden Lichtstrahl abzulenken vermag. Indem man die Zu‐ oder Abnahme der Intensität des abgelenkten Strahls beobachtet, lassen sich die Photoprozesse verfolgen, die die Änderungen der optischen Eigenschaften in der Probe hervorrufen. Wird zur Erzeugung des Hologramms ein kontinuierlicher Laser benutzt, so kann man photochemische Prozesse in Festkörpern untersuchen. Wird ein gepulster Laser verwendet, so können zeitabhängige Prozesse wie Energietransfer, Diffusion, Rotationsrelaxation, Ladungstransport etc. erfaßt werden. Gegenüber konventionellen spektroskopischen Methoden weisen die holographischen Techniken mehrere Vorteile auf, z. B. sind sie sehr empfindliche Nullmethoden und ermöglichen die freie Wahl von Wellenlänge sowie Intensität des Detektionsstrahls. — Aus den Ergebnissen der Anwendung der Holographie als photochemische und photophysikalische Untersuchungsmethode läßt sich durch Umkehrung der Fragestellung ein Zugang zu neuen Materialien für holographische Aufzeichnungen erschließen. Auf diese Weise ist es gelungen, die Zweiphotonen‐Vierniveau‐Systeme zu entwickeln, die als erste praktische Systeme für die Aufzeichnung von Hologrammen im IR‐Bereich geeignet sind; in diesem Spektralbereich arbeiten die billigen und breit verwendbaren Diodenlaser. Die Zweiphotonen‐Vierniveau‐Materialien sind selbstentwickelnd, der Aufzeichnungsprozeß ist räumlich und zeitlich steuerbar (Gate‐Prozeß), und das Lesen des Hologramms mit einem IR‐Laserstrahl führt nicht zur Löschung der Information.