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Description:
In der vorliegenden Arbeit wird ein neues konfokales Messverfahren zur ortsaufgelösten Fluoreszenzlebensdauer-Messung im Femtosekunden-Zeitfenster vorgestellt. Proben werden mit Hilfe eines Titan:Saphir-Lasers durch Zwei-Photonen-Absorption angeregt. Die Lumineszenzintensität wird direkt in einem dreidimensionalen rastermikroskopischen System mit sehr hoher zeitlicher und sehr genauer Ortsauflösung bestimmt. Durch die Konfokalität des Meßplatzes lassen sich ultraschnelle Dynamiken und Relaxationen angeregter Zustände an gelösten und mikroskopisch strukturierten festen Proben bestimmen. Eine Modifikation des Aufbaus erlaubt zusätzlich Messungen in Transmissionsanordnung. Durch die Zwei-Photonen-Anregung sind Lumineszenzmessungen in tieferen Probenschichten im therapeutischen Fenster von 600nm bis 900nm möglich. Das Messverfahren beruht auf der Up-Conversion-Technik, die um eine aus dem invertierten zeitkorrelierten Einzelphotonenzählen abgeleitete Methode erweitert ist. Die aus der Reduktion der Rauschsignale resultierende Verbesserung der Messempfindlichkeit ermöglicht Untersuchungen an Proben mit sehr geringer Fluoreszenzintensität. Es werden Ergebnisse von Messungen an ausgewählten Farbstoffen in verschiedenen Lösungen, kristallisierten Formen und als Adsorbate an TiO2-Nanopartikeln präsentiert. Umfangreiche Untersuchungen des Farbstoffs Malachitgrün und anderer Triphenylmethanfarbstoffe zeigen die Leistungsfähigkeit der Apparatur. Zur exakten Charakterisierung des Signalverlaufs ist es notwendig eine unabhängige Apparatefunktion zu bestimmen. Dazu werden verschiedene Wege aufgezeigt und Entfaltungsalgorithmen vorgestellt.