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. <dt.>
This thesis presents a new confocal system with high spatial resolution for fluorescence lifetime spectroscopy in the femtosecond time-scale. A Titan:Saphir-laser stimulates the two-photon absorption of the samples. The luminescence-intensity is directly determined in a three-dimensional raster-microscopic system with very high temporal and very exact local resolution. The confocal arrangement of the system allows to measure ultrafast dynamics and excited states relaxations of solutions and microscopically structured samples. Transient fluorescence spectroscopy is feasible by less modifications of the system. By using the therapeutic window from 600nm to 900nm the two-photon excitation makes it possible to detect luminescence in different layers of a sample. The measuring procedure is based on the Up-Conversion technique. This procedure is extended by a method derived from the inverted time-correlated single photon counting. Actual noise reduction allows to analyse very low fluorescence intensity signals. Results are presented for well-chosen dyes in different solutions, crystallized forms and as adsorbates at TiO2-nano-particles. Extensive investigations of malachite green and other triphenylmethan dyes demonstrate the efficiency of the equipment. It is necessary to determine an independent apparatus function for detailed signal characterisation. In addition different ways are pointed out and the development of deconvolution algorithms are shown. <engl.>
