on the use of light for the characterization and treatment of - atomic physics

121
217+(86(2)/,*+7 )257+(&+$5$&7(5,=$7,21 $1'75($70(17 2)0$/,*1$177802856 &ODHVDI.OLQWHEHUJ

Upload: others

Post on 11-Sep-2021

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

�������������� ��

�����������������������

�������������

������ �����������

�������������������

���� ����� � ���� ��������� �����

����� ��������������� � �������

���� ��������� � �������� ��� �

�!"# ��$�%�&�����

Page 2: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���������

Page 3: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��������

�������� �

������

���� �� ����� �

�� ����������� �

�� ��� ���������� �� ����� ���� ������ ����� ��� �� ����� � �� ����� ��

����� ������� ������� �������� ������� ����� � ������� ����� � � ������� ��

��� �� ������ � ���� ������� ��� ���� ����� ������� ���� ��� � �������� ��� � �� ������� ���!�� � � �� � �"#� �� �$����� ���!�� � � �� ���%!� � #� �� ��

��� � �� ���� � ������� ��

�� �����!���� �� ������ ������� �������� ����� ��������� �������� � ��� �������� �!�� �������� ��

����� �� �"�������# �� ��� ���� "�! � � ������� ����& � ��� ���!�� � ��

��� "���������� ���� �������� ����� #�� ��� ������� � �$��% &���� ������ � ��� '����� �����( ������������� �( ��� ����� ���� ����� %)

����� '� � !�!� (�)� �� �%!�� �$

"� ��!��#�������$� ������������%��� ��!������ ��� � �� ��� ���� � ������*��� %%

����� *������� � ������� '����� � ������� *������� � �� �+����� ��������� � �+����� '� ������ �� #������ �� ���,��� �+

��� ��+��� ��!������ ���� �)����� *��� ��&� ��� � # �����)�� ��

Page 4: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

�� �������� � ������ ����� ����� ��� ���������� � ��� ���� ����������� ��� � ��!� ������ ���� "��� �!���� #

����� ���� ������ ������� ����� ����� ��

��� "��� ����$��� %������ ����� ������� ������ �������� ������ �� !" ������# $���� �� ����� ������� ���� ���� ���������� %�� ����� ������� $��������� ����� ���� ������� ����� ����� �����&�� '(����� )���������� '

�� ����������� � ����� �� �� �� �������� $��$��& �� �� '���� ����� ��� �� �� ����!� �!��!�������� �� �� ()����� ���� �!���� �% �� ������ ����� ��� ��

����� ����*��������� ������ '����� ������� ������ ��

� ($��!��� � ��!�������� � ���� # �% *!����� �++

�� ������������� �������� !

"�#����������� !�

$����� �� ������ !%

&�������� !�

Page 5: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

������

���� ����� �� � � ��� �� ��� � ��� ������ ������������� ��� ��������� ��

��������� ������� ��� �������� ��� �� � �� � ����� � � ���� �������� ���� ��

�������� ����� �� ������ ��� ������ �������������� �������� �� �����

��������� ��� ������������ �������� � ��������� �� � � ���������� ������ ��� �

��� ������ �� �� ������ �������� �� ���������� ��� ������ � � �������

�� ������� � ���������� � ����� ��������� �� � � ��� � ��������� �� ���������

����� �� ������ � ������� ���� ��� ������� ������ � � ���������

���!������� �� � � �������� ��������� �� �������� "�������� ��������� �� � �

����� �������� �� ������� ����� � � � ������� ��� ��������� ����������� � �

��������� ���������� ��� � � ��������� ����!� �� ������ �� ��� � � ��� �������

������� #������ �� ������ ��� �� ���� ������������ �� � � ������ �����

�������� ��� ��������� $��� ������� ���� �� � ��� �� ������ ��� ���

�������� ���� ������� �������� �� � ���� ��� ����� ���� ��������� �� ��

����������� �� � � �������� �������� � ���� �� �������� %������

� � ������� ��������� ��������� � ���� &'(�)� �������� ���� ���������

���� ������ ����� �� ���� ��� ������������� � �� �� ����� ������ �� � �

�������� ����� �� � �������������� ������ ��� � � �� ������� ����������� �����

��� �� � � ��� � � ��� �� � � � ������������� �������� � ��� ����� ��������

������� �� ���� ��� ���� � *� � � ���� �������� ���� ��������������� ���

&�+�) ������ ������ ���� *% &'*%) �� ��� ���� �� � �������������� �

���������� ' ��� *** ������ ����� �� ��� ������� �� ����� '(� ���

���������� ��� � � ��������� �� ���� ��� �������� �� � � ����� � � ��������

�� � � ��������� �� ������� ��������� ��� ��� ������������ ��� ��� ���������

+����������� ���������� ������� ���� �������� �� ����� ��� ��������

��������� ��������� ��� ������������ �������� ,�� � � ������ ��������������

��� � � ���������� �������� �� ���������� ������ ������� ���� ��������

$��������� ��� ���� ���� �� ������� � � �������� ����� ��� � �

�������������� �� � � ������������� �� �������� �� '(�� ����� � �����

���������� �� ������ ��� ���������� ������� ������� ��� ���� ��� ���� ��

������� ���� ��������

+�����(���� �������� ������� �� � ��������� ����� �� ����� ���� ��

������� � � ��������� ���� ��������� ��� ��� ��� ���� �� �������� � � ������

���� ��������� ���������� ��� '(��

Page 6: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

������������

���� ������ �� ��� � ��� ������� � ������

���� �� �� ����� �� � ������ �� ����� �� � �� ������ �� �! ��� �

"� #��$ � "���%� �$�� � ��� $���%� ��� ����%� &�� �

��$����%� � ����� ������ � �������� � �� ��� ������ ��� ��� ��

���� ��� ��� ���� ��� �� ���%� "�� !��� ��� '(��'() *'++,-�

���� ��� �� � �� ������ �� ����� �� � ������ �� ���� � �� �! ����

.���&���/ �%������ ��$����%� � ����� ����� �0$� ��� �� ����

����&� � � �� � � ���� � ��� �� ������� �� � ������� ���� �� �� %��

.��� .���/ � 1�#� 23����� ���%� ���� !��� ����� ',+�'45 *'++4-�

���� ���� �� � �� ������ �� 6� �7&���� �� �������� �� ����� �� � ������ �

� ���� � �� �! ���� .���&���/ �%������ ��$����%� � ����� �����

�0$� ��� �� ���� ����&�� � ������ ��� �������� ������ ���� ���

�� �&���&� "�� ��� �� � "���%� � ����� �%� !��� �� 89�84

*'++�-�

���� �:� �� � �� ������ �� �������� �� � ������ �� ����� �� �&���& �

�� �! ���� � !�!� ������� ���%��&$ �� ���&���� ���

�&$� �&$ ������%/ � � *�����%- &�� � ��$����%� � ����� ������

2 &�%���� ��� ��� ������ ��� ����� *'+++-�

���� :� �� � �� ������ �� 6� �7&���� �� ; ��<���$ � �� :��=&!�� � �

� �! ���� 6����� �&%�� ��&����%� %� ��&���� �� ���$��� � �

� �� ����� � � ��� ��$�� �� ��� ��%�� � �� ��� ������ ���

��������� ��������� ��� ���� ��#� ������ � �! ����

>� �%� �%=� &����� #� ��!�= � ��2� :������ ���%� ���� ����� 8,�

,9 *'++5-�

���� :�� �� � �� ������ 2� � ������ � "� � ����?$� �� � ������ �

� ���� � �� �! ���� ��$�%� $���%� ��&����� ��� ��� $� �$��/

� !��!� ����&� %��%�������� � 2 &�%���� *'+++-�

���� :��� �� � �� ������ �� ; �� �� �&� �� #�� ��� � <� �� �����

� �! ���� �� � ������ �� ����� �� �! ���� 1� � ���

�� �&���&� �� �������� �� ��� � � 1� :�� �� �� .���� �����

$������ �6���.� �&���� / ������ �&%�� ��&����%� %� �$�� ��

�&$����� �� ������ ���� ��� *'+++-�

Page 7: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

����� � � � ������ �� ����� � �� ��� � �������� � �����

� �� ��� ������� � �������� � � � ����� � � � ����� � !��� ��

� ���� �� � � � "� �� ���#����#���# #$���#��������� �� ����� #���

#��#� �%�� �� �$� ��� &��$ %�����#����� � � ������%� �������#� #�

�%��� �� ���%����� �� ������ ��� ��� '()))*

����� + ����� � �,���� � "� �� � �� ��� ������� - .� �����

� � ������ �� ����� � � � ���� � � � � � ����� �$����/ �%�#

�$����/ ��� � ���%� � �� ��� �# �#�� � � � �� ���/ %�������� �����

����� ���$�� ���%����� �� ������ ��� � � '()))*

����� + ����� "� �� � �� ��� ������� � � ������ �� ����� � � � ����

� � � � � ����� � ������� �� ��� � � �/����$���� � #� �#���

&��$ ����� ����� %������� �0���1!� ���%����� �� �� � ��������

'()))*

����� + "� �� - .� ����� � �� ��� ������� �2� � �3����

� � ������ �� ����� � � � ���� � � � � � ����� �$����/ �%�#

�$����/ ����� #�/�������/ �� ����� #��� #��#� �%��4 ������� �� � �$���

#�� �#�� ������ 2� ��#���� ��� ��� �� '()))*

����� + � �� ��� ������� �2� � �3���� "� �� � � ������ �� �����

� � � ���� � � � � � ����� �� ���# �������#� #� ������� ��

5��%� ���� ��� �# �#���� ��#�� ���������$/�� + � ����� #���

#��#� �%��� � ����� ��� ��������� �� ����� '()))*

����� + � �� ��� ������� "� �� �2� � �3���� � � ������ �� �����

� � � ���� � � � � � ����� 5��%� ��� ��� �# �#���� ��#��

���������$/�� + �������#� #� � ����� #��� #��#� �%�� �� �$� ��� �

2� ��#���� ��� ����� ��� ��������� '()))*

����� +� �2� � �3���� � �� ��� ������� "� �� � � ������ �� �����

- .� ����� � � � ���� � � � � � ����� .���� �������� �������

� ����� #��� #��#� �%�� � #� 3� #��� &��$ �$����/ �%�#� � �

#�/��$����/ �%���/� � ������1������ �%��� �� ���%����� �� � ��

���� �������� '()))*

Page 8: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

�� ������� � �� ���� � ����� ���� ��� �� ��� � ������� ���

�� �� �������� �� ������ ������� �� ����� �� ���� ���� ������ �� ������ � ���

�� ������ �� !��� ����"#�� ��" ��#��#� ��������#� � ����� #��� #� #����� �

�� �$�� ���%��� ���#�� �!� �����#����� �� ������� ������ � � ���������

���� ������ ���� ��&� '���� ���� ( "������� )� �#��#$���" �� � �� ������ �� ���

*��� +������� * #� �*� ��� ����� ,-�./ 012234�

�� �� �������� �� ������ ������� �� ����� �� ���� ���� ������ �� ������ � ���

�� ������ �� !��� ����"#�� ��" ��#��#� ��������#� � ����� #��� #� #����� �

�� �$�� ���%��� ���#�� �!� �����#����� �������� ������ ���������� �� 1�3� 1223�

�� ���� ���� ������ �� �� �������� �� �� ������ �� ��� �� ������ �� � ���

��" ��#��#� ������� � ����"� ��������#�� ����� ���� ��� �� �15��-.� 1226�

�� ������ �� �� �� �������� �� �� ������� �� ����� �� ���� ���� ������ ���

�� ������ �� !��� ������ ���#� �#��# ����� �� ����"� #� �#�� �7����� �

���� ��� � ������� ���� � � ������� ����������� ��� 8�8� ������ ��� 1-,�1-2

09� ��% : $ �#����; � �#���#��� �:� 122�4�

Page 9: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

�� �����������

��� ��� ����� �� �� ��� ����� ���� � �������� � ���� ��������� ��� �����

������ ����� ���� ��������� ��� �������� ��� ��� ������� ��� �� �������� ��� ���

�������� �������� � ������ �� ������ �� �� �������� ������ ����� �� �����

�� ������� �� � �������� ��� ��� ��� ���� ���� ����� ��� ��� ��� �������� ��� ����

������� � � ������ ��������� �� ���� �� �� ��� ��� �� ������������

�������� ��� ������� ��� ����� ��� ������ ��� �� �� ��� �� �� ����� ������

���� ���� �� �� ��� ��� ��� � ����� �������� ������������� �������������

������� �� ������� ��� ��������� ���� ��� ��� � ��� ���� ���� ���� �� � �

������� �� � ���� ��������� ������!���� �������� ��������

��� ����� ������ � �� �� �� �" � ������� ��� ���� ��� ���� ����� ���

�������� ����� ���� �� ������ #� �� ������� � ������ �� ����� ��� �������� �� ���

�� �$���� �� ����� �� �� ����� �� ���� � ����� ������ � �� ���� �� � ���

� ������ ��� �� ��������� ��� ������� �������� � ������ %�������� ��

�������� ��������� ���� �� �� �������� �� ��� ��� ����� ��� ���������� ���

������� � �� � �� � � ����� ���� ���������� �� �� �� ���� ��� �� ���� ���� ���

��������� ������ ��� �� ����� ��� �� ���� �� � ������ ��� ����� ����� ��

������� &'�� �� ()� � �������� ���� ����� ���� ������ �� ���������

���$��� ��� �� �� ������ ���� ���� �� ������� ��� ���������� ���� ����� ��

���� �� ������� ���� �������� �� ��� ������ ��� ��� � ���� ����� ������������

����� � ��� �� ������ � ���� �� ����� ��� � %�� � '���� ������ ����� �$ ��������

���� � ������ � �� ����� ��� �� �� ��� �� �� ��������� ��� ��� ����� �������

�� ���� ������ ��� ��� �� �� ���� ���� ������ �� �� �� ��� ��� ����� ���� ��

���������� � ���� *��� ������ ��� ���� ��� ������ ����� �� +���������, ����� ��

�������� � ������ �� ������� �� � ������ �� ��������� ���� ���� ��

�� �������� ������ � �� ���� �� � ���� ������ �� �� ���� ��� ���� ��� �

��� �� ��� ��� � %����� ��� ���� ����� ��� � ������ �� �� ���� �� �� �� ��

������ ���� ���� �� ���� ��� ����� ������ ����� ����

�� ��� �� �� ���� ���� ������� �������� �� �� ����� � ���� ���� ��� ���

����� ���� ����� ���� ���� ����� �� ������ ��� ����$� �� ����� ��� ���

��� ����� ���������� �� ��� �� ��� ����� ����� ���� ��� �� �� ������� �� �

������ �� ����� !���� ���������� � ��� ������� �� ���� �� �� ����� �� ���

���� �� ���� ��� ��� �� � ����� ������� �� ��� ���������� � �� ������ ������

������� �� ���� ��� �� ����� ����� � ��� � �� ���� ���� ������ � �� ��� ��

���� ��� ����� ��� ��� ����� �� ����� ��� ������� �� �$������ �� ����������

��� ��������� �� '�� �� -� ��� ��� �� �� �� ��� �� �� ���� �� � �� ����� ���

�� ���� ���������" � ���� ����������� !����� �� ��� �������� �� ��� �� .�

Page 10: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

���� � �� � ����� ��� ����� � �� ��� ��� ������� ���� ������ ��������

������ ���� � ������ � ��� � � ��� � ��� ���� ��� ���� �� ����

������ ��� ��� ����� ������� � ������� �� ������ ��� ����� ����

����������� �� ��������� ��� ��� ��� � ������ ��� � ��� �� ��������� ��

�������� � ��!���� �� ��� �� ���� ���� ��� "���� ������ �� �� ����

��������� � �� ����� ��� ��!����� � ����� �� ��� �� �� ������� #��

��������� �� ���� ���� �$����� �� ������ ��� ��������� ���� �� ���� �

��� � ��� �� �� ������ ��������� � ��� ��� ���� ����� ����� %�����

���� ��� ��� ��� ���������� �� ����� ������ ��� �� ���� �� �� ������ ���

������� � &����� ������

'������ ������� �� ����� ���(��� � �� ���� � � ����� �� ���� � ��

������� � � ����� ����� ����� ����� �� ������ �� ��������� �������

�� ��������� �� ���� �� �� ��� ���� ����� �� ���� �� ��� ����� �

)����� *� &���� ' ������ � ������� � � ���������� �� ��������� ��

���� ������ � �� ������ ����� �� � �������� ���� ���������� ��

������������� � �� +","-� .���� ��� �� ������� � � �� �� ����� �� �� ��

����� ���(�� ���� ��� �������� � �� � ���� ����� �� ������

"���� ������� �� ��� �� �� ����� ���(��� ��� ����� � )����� *� �� ��

��� � �� ���� �� ������������� � ��������� ������� &/ � ��� �� �

����� ������� ����� ���� ��� ������� ��� ������� ��� �$����� ���������

�(� � ���� �� ����� ���� ������ � �� ���������� ����� � �� �

������������� ����� �� �$���� " ������������ ��� �� ���������� � ��

���� ���� ������ �� ����� ����� � �� ������ /���� ��� ������� ��

������ �� � ������� � �� �������� ����� � � ������ ������ �� � �����

������ �� ����� �� ��������� �� ��������� �� �������� ���� ��� ���� �� �

������ ��������� ������� � �� ��� ��� �� �� ��� ���� �� ������������

������� �� ����� �� �� ����� ��� � � �� �� ��������� � �$���� ������ �

�$ ���� �� � ����� ���� � ��� ���� �$��� �� ���� ���� ��� ���� �������

� � �$����� �� �� ������ ���� � ��� ����� " ���� ������� ��� ����� ��

&/ � ������ ��� �� ����� � �� ������� ���������� �� � �� ���� ���� ��

��������� ������� �� ��� �� ���� � )����� 0� " ��������� &���� ��� ��� ��

���� ������� &/ �� ���������� � �� ����� �� ����� ��� �� �����

��� ��� ��������� ���� �� � ��� �� ��� ������ � &���� ��� �� �����

������ ���� �� �� ��������� ��� �������� �� ���� �� �� ������ ��� ��

����� ������ 1��� ���� � �� &/ � �� � �� �� ��� � �� �������� �� ��

�������� ����� ������ �� ������ ���� ����� �� �� �� �� ����� ����

���� � 2 ��� 2 ���� ��� ��������� � &����� �����

1� ������ �������� � &/ �� �� ��� � �� ��������� ��������� ��� ��

���� ����� ��� ��� ������ ��� ���� ��� �� ���������� �� �������� ���� ��

Page 11: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ��������� �� ���� � ���� ����� ��� � ��� ������ �� ���� ����� ���

��� � �� ��� ��������� �� �������� ��������� �� ��� �� ���� ��� ���� �������

��� ��������� ������� �� ��� �������� �� ������ ���� �� ������ ��� �� ���

��������������� ���� ��� �� ��������� � �������� ��� ��� ������� ��������

�� �� ������ ��������� ����������� �� ������ ��� ������� ��� � ���� � ���� �����

��� ��������� ��� � ���� ��� ������ ��� ���� ���� �� ��� ��������� ��������

��� ��� ���� ���������� �� ������� ��� ��������� ������� ��� �� ����������

!��� �" ������� ��� ��� �� ��� ���� ��������������� ��� ��������� ���

��� �������� �� !�#�

� ��� ������ � ��� ��� �� ������ ������$��� ���� �� ��������� ������ ��

%������ ������&� #��� �� � �������� ����������� ���� ����� ��� ��� ������

��� ��� ���� ��� ������������� �� ������� ������� ��������� ��� ������ ����

�������������� ��� � ������ ����� ���� ������ �� ������ �� �������������� #��

��� �� ����� ������� �� ���'�������� � ������ � �������� ������$��� ��

��������� ������� � �� ��� ��� ��������� �� ������� ���������� ����� ���� �� ��

��������� �� ���� �����(�� ����� ������$��� ����� �� ���� �� �� ����������� #��� ��

� �� ��� ������� ����� ��� ��������� �� ���� �� ��� ����� ������ �������� ��� ������

���� ��� ��� � ��� ������ ������$��� �� ���� �� ������ ��������� �� ��� ��������

����� �� ��� ��� ���� ���� �� ������ ��������� #�� ��� %����������& �� �� ����

������ ��������� � �� ���� ���� ���� ���� ������������� )�� �� ��� ����

������ � ���� ������$��� �� ������ ������ �� ����� �� � ���������� #�� �����

������ �� �� � ��������� ��� ��� ���� � �������� �� ������ �� �� ��������� ��

*����� +� �� ������� �� ��� �$������� ������ �� � ��������� ��������������

�� �� ������ ,��� �������� �� ������ �� �� �������� �� ��� ����� � ����

�������� �� ��� �������� ������� ���������� �� -���� #�� ��� ����� �� ��� ������

������ �������� �� ��� ������ ����� �� � �� �� ����������

�� ��������� ������ ��� �������������� ��� �� ��� ���� �� � �������� �����

������ #�� � ��������� ������� ������$��� ���� ���� ���� �� ���� �������

��� ��� �� �� �������� �� !���� "��'"���� �� !��� .��� ��� ���������������

�� ��� ������ ����� �� �-�'������� ����������� �. /!��.0 �� ���� ��

��������� �� ��� ���� ���� ���� ������������ �� ����� �� ���'�������

� ��������� /-�10� #�� ��������������� �� !��. ����� ��������� �� ������� ��

!��� .���� �� � ��� � �� � ��� �(������� ������ ��� ����� ��� ����� ����

� ��������� ��������������� � ��� ������� ��������� ��� ���� ����������� �

����������� �� ���� ��������� ��� �� ����� �� !��� "��

-���'���� � �������� ������� �� � ���'�������� ��� ���'������� ������$�� ��

������ ��� ��������� � ��� �������� �� ������� #�� ��� ��$����� ����� �� ���

������� � ������������ ���� ��� ��� ������� ��� �� ��� ������ �� � ��� �� �� ��

��� ������ #��� ��� �� � ������ �� ��� ��������� ������� �� ��� ������ �� ���

Page 12: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� ���������� � �� ����� ����� ��� ��� �������� �� ���� �� ���� ��

� ����� �������� � � ���� ��� ��� � �������� ���� ��� � �������

� ��� ��� �� �� ����� ��� �� ��� �� �� ������ ���� � ��������� �

���� ������ ��� � ������ �� � �� ���� ��������� ��� ���

�����������

Page 13: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�� �����������������������������������

����� � ���� ��� � ���� �� ��� � �� �������� �� ����� ���� �

����������� ���� �� ��� ������ �� ������� ���� ���������� �� ����

����� �� � ���� �� ��������� �� �� � �� ��������� �� �� ������ � �

�������� ��� �� ����������� � � �� ��� ���� ���� ����������� ���

�������� ����� ������� ��� � ��� �� ��� �� ��� � �� ������� !��� ��

����������� �� �� �� ��� ��� ��� ��� ��������� �� �� ��� ! ���

�� �� � �� �� ���������� ��!� ���� ��� ���� ����� � � ��� �� �!��� ��

"����� ��� � ���� �� �� ��������� ������ ���� ���� � � ����� � ������ �

�� ������ ������� �� �� ��� ������ �� ��������� ����� �� ����� ���

���� �� �� ���� ���� ���� "��� �� ����� #��� �� �� ������ �������

������ �� �������� �� �� ���� � ��� �� ������ ��� �� �� ��� ���

������� �� �� �� ��� ��� ����� � ������ �����

�� ������� ������� �� ���� ��� ����� ������� �� �� ���!� ��� �

��� ���� �� ������ �� ��� ��� ��� "��� � $����� ������ %����� ��� &��

�� �� ���� ��' ���� �� ���� ����� ���� �� ������������ �� ���� ����

�� ����� ���� ������ � ��� ����� ����� �(( ��� ���� ���� !� ��

�� �� ������� �� �� '��" ��� ��� ������ �� )����� ������*�� %"������

!��� � ��������� �� � ������ ���� !� � � ������� ��� �� ������� ��

��� "��� ��� ������ ��� � ��� �� � )+,* ��������� !� ����� �� � �������

��� ������ ������� ���� ������� � �������� � �! �� �� ������ �� ��

��������� � �� ���� �� ������ !� �� � �� -��� ��� .� �� ����� !� � �

��������� ��� ��������� ������ -����� �� �� �/0(1� �� ���� ���� ������

��� ������ ������� � ��� ���� !� �� �� �� ������ �� ���� ���� �����

������� � ����� ����� ���� ����� ��������� �� ����������������

�� � �� �� �� ������ ����� ��� ���� �� �� ����� �� �� ���� �� ��

�/2(� ������ �� �� ������� ��� ������� !� ��� �� �� ��� ��� �� ����� ��

��� �� ����� �� � ��� �� �� ������ � � �!� �� ,��������� ���

!� ��� �� ����� � ���� � �� �� �� ���� ��������� �� ���� �� �� � ��� ��

�� !� ���� �� )2/� ��*� ���� �� � ����� �� ���� �� ����

�������� �� ����� !� ����� ��� ����� ��� ������� !� ����������

��� !� � � � �� �� �������� �� ���������� ��!� ���� ��� ��� ��

���� �� ������3 �� �������� #��������� ��� �� ���� ����������� ��

��� !� � ���� ��� �� ��������� � ���� ����� ��

Page 14: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ����� �� � ���� �� ������

���� ��� �� ������� � ������� � �� ��� � ���� � �� ��� ���� �������� � �

� ����� � ������ ����� � �� ���� �� �� �� ��� ��� �� � ������� � ����� �� ��

��� � ��� � ������������ � ��� �� � � ������� �� ���� !�"� ���������

���� � ����� � ������ � �������� ��� ����# �� � �� ��� �� ��������� �

�������� $��� ������� � �������� ��� ������� ��������� ���������� % �!

������ ������������ � ��� �� �� ��� �� �����! � &!����� � �� ��������� � �

����� �'����� ��� ����� ��������� ���� �� � ���� � ���� �� ���(���� ��� $�

��� �� � � ���������� ��� � ������ �� � � ��� �� � � �� � ���� ����� $ �

� �� � ��� �� � ��� ��� �� ���� �� ��� ��� ��� �� ����� &!��� ����� �

� ���� )� ���� � ����� � �� ���� ��� �������� ������ �� � ������

���� � �� ���� � ��� ����� �� ��� � )�� � � ��������� � � � ���� �

����� ���� ���� ���� �� *�!������ ��� �� � ��� �� ������� �+," ��� �� � �

� �������� � �� ��� ���� ������ �'� ��� �� � ���� ��� ��� � ���� ���

������ ������ � �� ��������� ���� �� � � ����������� �������� +� �� ���� ���

�� ���� � �� � �� �� �'������ � ���� �� ��� �� � � ��� ���� � �� ���������

��������� ��� ��� ������ ��� �-." ��� ����! ������� �/+," ��� �� ��

����� ��������

��� � �� � �� ���� � �� �������� ������� �� ��� � � � � ������� ������� ��

�� ���� � ����� � � �� �� ��������� � �� �!������ �������� ������� �� 0���� ���

�� � �������� � ������� �� �� ���� �� �������� ������� � � ������� ��������� �

�� ����� � �� ����� ��� ���� )�� � � �� � ��� �� ���� �� �� ��������� ���

���� � �� �������� +� ���� )�� � � ���������� �� ����� � � � �� ��������� ��

�� ������� � " � ������� �� �������1� ���

� �� �

� �� �

��

��

���

� �

� �

� �

� �

���

���

� �

� �

� �

� �

� �

� �� � ��"

104 102 1 10-2 10-4 10-6

1 nm 1 �m 1 mm 1 m

Energy (eV)

Wavelength

X-rays UV IR �- and radio waves

Visible light

������ � ��� ������� �� ��������������� ����������

Page 15: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� �� � �� �� �� �� ���������� ��� �� � �� �� �� �� �������� �� ��

����� ������� ��� ���� �� �� � ���� �� ������ ��� �� ���������

� �� � � ���� ���� �� � �����

����� �� ��� �� �� ��������� ������ ��� ��� ��� �� ��������� � �� ����

����������� �� �!� ��� �"��� !�� � ���� ���� ������� �� ����������� � � ���

������� ���� ���� �� # �� # $� %&� ����� � ������� �

�� �

� ��

��

�� �

� �

� ���'�

( � ���� ����� ��� �� ��������� ����) �� ��� � ��*�� ����� ���� �� ��

������ ��������� ���� �� � ��)������ '+ � �� ���"��� ��������� ,�� � ��

�������� ��������� ������ �� ��� ��� ���� �� � �� � ��� ����� �� ��� ����

�� ��������� �������� �� � ��-� �� ��� ������ � �� �� �� ����� ��� ��

������� �� �� ��� ���� ��

� ���

� �� � �������� �

�� � ���*�

���� � ������� ����� �� �� ���� �� ���� ����� �� ��� ���� ��

��� � � �� ������� ( � ����� �� ������� ��� .� ����� �� ������ �� � ��

����������� ��� �� ��� �� ������� �����������

����� ���� ���

( ���� ��� �� ������� �� � �������� �� � ���� � ����� ��� � ��

���������� �� ���� � ������ �� ��������� �� �� �� ��������� /����� ��

��������� ��� ���� ��� � ��� �� ������� � �� ������ ���� ��� ����

�� ����� �� � ��� ������ ������ ����� ��� �� �� ���� ������ ���� ��

�� ������ ��� ����"�������� ������� � �� ��� ��� ����� ����� ��� ����� ���

���� ��� �� �� � �� ����� �� ��� �� �� �)� ������� 0)������ ����� ��

�1

�2

�1n1

n2

specularreflection

transmittedlight

air

tissue

������ �� �� ������ ������� �� � � ��������� ��� ����������� ��� � �� ��

��������� ��������� ��� �� � ������� �� � � ���������� �������� ��

Page 16: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� � ��� � ���� ���� ��� ��� ��� ��� � ���� �� � �� ������� ���

�� � �� � ���� ��� ��� �� ����� � �� � ���� ��� ��� ��� � ����� � �� �

���� ��� �� � !� �� ��"� � �� � � � � ���� � � � ��� ��� �� �� � �

����� ������ � � � #$ � ���� ���% ���� ��� �� ���� � % �� ����

��% � ���� &� ��� ��� ��' � (��� � ������ "��������� � ��� �

� ����� ����� ��� � ������ � � � ��� ��� � ) ���� ���� �

������"���� � "� ���� �������� �� �"� ���� ��% � ��� ( ��"��

�������� �� "��� �* ��� � ����� � +��� �,� -� �� "��� � �� � �� �

��� �� ������� ��� "��" ����� �* �. &�/� ���� �� �� �/�

� ���� �� �'� ��� � �� � "�� � �* ��. (� "�� � � � � � *��� � �

�������� � ��� � ��� � � � � ��� � ��,�*��� � ��% � ��� � ���� �

�������� "� **" � ����� �� ����� �� ��� �� �* ������ ( ���� � � 0��

� �������� �"� �� � ���� �� � �� � -� ���,�������� � ��� � � �

�������� �� ��� �� ��� ���� �� � ������� � * �� � � �� � ��� ��"��� ��

� ��� �"��� ����� ��� � �� � *�� ���� ������" ��� � ��� �"

����"���� #� � 12 � ���� ��3�� ������ �� �� ��� �� ��� ���� �"��

-� ����"�� ����� � �� � � � �"�� � �������� � � ��������

"� **" �� ��� ��"� � � *� � �� � �������� *�� �������� � � �� � ����

��� � �* � �% � � �% �� " �� � �� "���

-� � ��� ��� � �� � ��� �� � � �������� �* ��� � �%��% � � � % ���

���" �� � # ��� � � , � � �� *���� �" �" � "����� � ����"� �"��

� �"���� �� � � ����� � ����� � ��� "�� � �� � �� ���"�� � �� ����

�"� ��

����� �������

-� �** � � �"� ��� ���" �� � "�� � �%� � �� �� ��� ������4 ���" ���

� ���" ���" �� � #� ���" �"� ��� � � � �� "���� �* � ����� � ����

��� � ���" �"� ��� � ���� � ����� �* � ����� �� �� � ��� �** � �

*��� �� �* � �"� � ����� 5���" �"� ��� �� �""��� �� � ��� �

�"� � � �� ���"� � �� � �6 ��"� ����� � ��� � ��% � ��� �* � ��� &�'�

*�� ����� �� ��� �� � ��� "�� � � "��� � $��� �� �"� ��� &��� �� � �

� ����� ���" ��' #* � �"� ��� ��3 " � �� ���� � � "���� � � �� �

$��� �� �"� � �� � ��� "���� � ) � ��� � � 7�� � � � �"�� � � ���

�* � �"� ��� % � $��� �� �"� ��� � ��� "�� � "���� � � �� �

����*"��� �* � ) � ��� � � �� �� � � �6 �* � ���"� �

� ����� � � ��% � ��� �* � ��� -� ��% � ��� � � �� �" �* �

�"� ��� %�� � *��� ��� � � $��� �� �� � �������� �� ��� *�� ����

Page 17: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� ���� ���� ���� �� ���� �� ��� ������� ���� �� ����� ���� �� ����

��� � ���� ��������

�� �� ������ �� ������� �� � ������ ������� ���� �� � ���� �� ��� �� �

��� ����� �� ���� �� �� �� ����� ������ ���� ���� ����� ��� ������

��� ����� �� �� ������� ���� �� �� ������� ��� �� ��������� ������ ��

� ���� ������� �� ����� ������ ���� ����� �������� �������� ������� ��

����� �� �� � ������� ���� �� ����� ����� ��������� ��� ������ �� ��

��������� ����� ���� ���������

�� !���� ���������� �� ��������� ���� �� "���� �� � ������ ���� ��

���� ����� �� �������� ��"� �� �� ������ ����� �� ���� �� ��� �

�� � ���������� ���� ���� � ������ � ���� �� ��� ���� ������� �� �� ������

����� �� ����� ���� �� ���� ��� � ����� � ������� �� �� ��� �������

�� �� �������� �� �� �� ����� �� ����� �� ��� ����� ������� �� ���

������� ���������� �� ���� ��� �� �� !����� ���������� ��� �� ���� �������

���� �� ������� !���� ����������

0.01

0.1

1

10

100

500 700 900

Wavelength (nm)

Inte

ract

ion

coef

ficie

nt (

cm-1)

1100 1300

������ � �� ���� ����������� ������������ ��� ������� ��� ����� ������ ������� ��� ����� ���� ������������ ��� �� ��� ��� �� ��� ����� �������� ���������� ��� ������������ ����������� ��� �� � ��� !���"� ��� #����� $ ����� ����������� ������������� �� !% ��� � #����������� �� &'% ��(� ���� �������� ��� � ����� ��� �� �� �� ������ ��� ���� )������ ��� ��� #���� ����� ���� ���� ���� ��� *�������

��� ������ ���� ��������� ��� ������� ���������� ����������� ������������ ��!�+"� ������ ������ �� � ������ ����� ������� �� ��� ���� �������� �� )� �� ,,, ��� �� �������� �����

Page 18: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�� ��� ��� ��� ��� ���� ������� �� � �� �� ���� ��� � ����� � ������� ��

��������� �� ������ � ������ �� ������� �� � ����� ��� �� ��� ����� � �� �

������� �� ����� ��� �� � ������� ������ ��� ������� �� �� � ���� ��� ��� �� ���

���� �� � �� ��� ������ � �� � ���� ��� ��� ����� �� �� � ���� � ����

��� ���� �������� � �� � ����

� � �� � �� � � ����

�� �� ����� ��� ��� ����� � �� ��� � ���!� ���� ������� �� ��� �� � ���� ������

� � ���� �� �����

����� ������� ���������

��� ������� �� � � ���� � ��������� �� ���� �� ��� ������� ����� � �����������

��� ������� �� ����� �� � � ���� ������� �� ����� ��� � ����� � �� � ��� ��� �

������ ��� ����� ���� �� ��� ����� ���� �� ��������� ������ ����

"����

����� ��� ��� ����� � �� ���� � ��� ������� �� � ��� � ���� ���

" � � � ���� �����

� �� �� ��������� �� ��� � ���� ���

� #� ��� � ���� ������ ��� ������� �� �

������� � ���� ��� � ���� � �� ������ $����� ��� ����� ���� � ��� ��

�%������� �� � ���� � ��� ����� ������� ��� �� ���� ��� ��� ����������

������ � �# ���� �!& � �� � ������� � � ��� �� �� ��� � � � ���� ����������

� �� ���� �� ���� ������ '��� ����� � �� � ��� �������� � � ���� � �� ��� ��

������ ��� ������ ��� ����� ���� � � ������� ��� � ����� ������ ' �� � � ����

�� ��� ��� $�����!(������� � ����� ���� �� � � ����� ���� � ����� ��

������� �� ����� ��� �� ����������� ������� ��� ���� � ���� ����� �� ��� ��� ����

���� � ����� ��������� ���� � �� ��� ������� � ��� ��� �� �������� �� �) ��

��� ������ ��� $�����!(������� � ����� ���� � � �%������� ��

��

��

��'

������ � ���� ���� � �� ��� ����������� ���������� ��� ��� ������������ ��� �������� � �� ��� � ���� � � � ��������� ����� ��� ������� ���

�� ��� � ��� ���������� �

���� ������������� ��� �� ��� ��������� � ��� �

�� ����� �� �� ��� ����� �� ���� � ���� ��� �������� � �� ������� �� ��

��������� ���� � ��� ��������� � ��� ��

Page 19: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

� � � �� �

� ��

� �

�� ��� ���

����

� � ��

� �

�� �

� �

�� �

���

���� � �� ��� ��������� ���������� ������� �������� �������� �� �� ��� ���������

����� �� ������� �� ��� ���� ������ �� ��� ���������� ������ ��������� ��

� �� � �� �� ��� ���� �

��

� �

!�� "��#� �� � ������ ���� �� �� $�� ����� �� ��� $� ����������� �� �����

%��&���������� ��� ����� ������� ����������� ��������"��� '�������� ���������� ��

����������� %� � ( ) *��� ��������� ����#� ��� �� ��������� �%�"�� ��������

������� ���������� ���� ��"��#�� %������ ) ��� )�+�� #��� ����� %���� ��

�"�� ���� ������� ����������� ���� ��"��#�� %������ )��+ ��� )��� ,���� ���

����� �#������ �� � ���%�%����� ������%#����� � #���� "��#� �� �%������ ����

���������� �"�� ��� �����������

� �� ������

���� �

�-�

'� ����� �� ����� ����� ����������� ���%����� �� �� ����� �� �������� �� �.���� ���

����� �#������ ���� � ������ �� �����&���� �#������� / �������� #��� �.�������

������ �� �� #�� ��� 0������� ������������ ���������

�� ��� ��� �.������� �� ���

����� �#������ ����

� � � � � �� � � �� �

�� �� �� ��� �� � � �

��

�� �

�� ���

!�� �.������� ������������ �� ������ ���� ��� ���� ���� ��� 0������� �����������

���� � �������� ���������� ���� ��� ��� �%������ ��

� � � �� � � �� �� � ��

�� �� �� �� ��� � �

��

��)�

!�� ������ ����� 0������� ����������� ��� ��"�� %�

� �� ��

�� � � �� � ��

� � � �� ��

�� �

��

� ��� � �� �� �

� �

��

�����

�������� ��� ������ ������ ����� ��� ���� ���� ���� ��� ��� ����� �� ������

!�����!����� ��

��

�� ��� � ��� � �����

Page 20: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� �� �� �� ��� �� ��� ����� ��� � ����� � ���� ������

� � � �� ��� �� �� ��

� �� � � ��

�� �

�� ������

�� ���� �� � �� � �� �������� ��� ���� ���� � � ���� �� � ����! � �

����� ���� ���� �"��� � ������� ��� ���� ��� ������ #���� � ��� �

���� � �!�$ ��� �� �������� �� � % �� �&'� �� �� ���� ������ �

�������� �� ����� �� ���� ������ ! � ��� � � �� � �� � �&����� ���� �� ( ���

���� ���� �� ! �� ��� � �� � ����� �� � � ���� ������ �� !���������

��� ! �� ��� �� ��$ ����� � � ��$ � ���� ���������������� )�� �$ �

� �� �������� �� ��� � ����������� * �� � �� ��� $ � ���� ����� ��� ������

������� ��� ���� � ���� +� �����$ � � ��� ! ��� ����� � �������� ��

� �&������

� � � � � �� �� �� � � ���

��

� � � � � � � �

�� �� �� �� �� ��� � � �

�� � � � � ������

�� � � �� � ������� �� ���� ��� � � ��� ��� ������� ��� �� ��$ ��� �

����� �� �� � ���� ������� ���� ���� �� ��� ������ � !� ,�� �� � �� ��

��� �� ���� � � �&-������� ������������� .� � �� ��� � �$ � ��� ��� �����

� ��� $�� �� �!��� � �� � /�� � !� -/� ���0�1

� � � �� �� ��

�� � � � �

��

� � � �� � � � � ���� �� �� �� ��� � � ������

� � � �� �� �� � � � �� ��

�� � � �

��

� � � � � �� �

� � � � ��� � �� � �

� � � �� �� � � �� � � � � � � � �

��

�� � � � � �

� � � � � �� � � ��

��� � ��� ������ �� ��� ������ � ���� ��� ����� �� ������� ��� ������� ��� ��� ��

��� � ��� !���������" �� � ���

� �� � � �� � �� � � ����#�

$ �� ��� %������&������� � !���� �'�� �� ��� ���� ����� �� (� � ���

���� !� �� �� ��� ������ � � � ��'��"� ��� ����� ������ �� ��� ����� � ���

��� ��� %������&������� � !���� �'�� ��� ��� ���' ��� �� �� ��'��� �� � ���'���

� ��� ������ � �)!���� ����� ��� � ��� ��

Page 21: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

� ��� � ��� �

���

� �� ����

� � ��� �� � � ����������� � ��� �������� �� ���� � ��� �� ������ �������� � �

��� � ������������ ���� ������������ ��� ����� �� � � ������� ���� � �� � �

���������� ����������� �� ���������� � ������

! ������ "������� �� ������ ������ �� � � ������� ���������� ������������ �#�� � �� ��

������� ��

� �� ��� �

�� �� � ���$�

� � ������� �� � � ������� ���������� ����������� �� � ������ �� � � ��������� ���

���� ��� ������� ���������� ��������� ���������� ������ �� � ������������������

������� ���� ���� � � ������� �������� � � ���� ������� ������ � � ���������� ��� ��

�������� �� ���������� � �� �� �� � �������� ����������� �� %����� ��&�

%������� � � ������ ��������� ������������ ���� �� ���� �� �������� � � ������� �� � �

��������� ��� ���� ��� ������� ����������� ������ �� � �������� ����������

���� � ��� �� ����� ��

� �� � � � ��� � � � �

�� � � � �� � � ���'�

� � �������� �������� ��� ���� ���������� � � ����� ����� ������������ �������

��� � ��� ������� � ��� ���������� ���� ��� �� ������� �� � � ��������� ��� ����( ��

������ � �� � ������ ����� � �� ��� �� ���� �� ����� � � �������������

��� ��������� ������

� � ��� � ������������ �� ������ ������ ���� ������� ��� �� ������� ����� ��� ��

���������� � ���� �� ��������� � ������� )� ���������� � ����� � � ��� � ����������� ��

��������� �� � ���������� �������� �� ������ �� ������� ������� ������ � �� ����

������ ��� ����� ������������ �"�������� ��� �� *�+����#� �"������� �� � � ����

�"������� � � ���������� �������� ��� ��� ��������� �� � � ���� �� ��"������ ���

������������ �� �������� �"������� ��� ��������� � �� ������� �� �� � ��������

��������� ����� �� �� ��������� �������� ��� � � ������� ����������� ������������ ���

������������ �������� )� ������ ������� ������� �� �� ��������� � �������� �� ��� �

�� ����� (�������� �� � � ���������� �������� ����+� *�������� �� ����� ��

��������� � �������� �� ����� � � �"������� ���� ��� � �� (���������

Page 22: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�� ������� ���� � � ��� ���� ����� ��� ����� ������� �� ������� �� � ������

� ��������� ����� ���� ��� ��� �� �������� ����� �������� ���

������������ ��������� �� �� ����� � ��������� ��������� ��� ��������� �

����������� ��������� � ��� ����� ������� ������ � ������ ������� ���

���� ��� ���� ������������ ���� ��� ��� ���� ���!� ��� ���� � �� ���� �����

���� � "���������� ����� �� ��� ������� � ��� �� ���������� � ���� �� �

������� ��!� ����#����� ������������ ��� ���������� ��� ���������� $����

������� ���� � ��� ����� ������� ��� �� ���������� �� �� ��������� �� �% ������ �

�� ��� ��� ������� �������� � � ���� &��� ���������� � ��� �����

������������

����� ������� � ���

������� ���� ��� ���� ����������� ���� �� � ����� ������ � � �����

���������� ���� �� ������ ��������� ������� � ��������� ���� � �������

���� � ���� �������� ��� ������� � ����� �� ������ ������ ���

����������� ���� � ������� ���� �� � �������� �� ����� ������� � ���

�������� ������� ������� ��� ������� ����� � �� ������������� ����

������� �� ��� ������� ���� �� ������������� ��������� � � ������������ �������

������ ��� ������� �������� ����� �� ���� ����� � '��#������ �������� ���� ��

��� !������ ���� � ������

1/�'s=1/[�s(1-g)]1/�s

(a)

(b)

������ � ��� ����������� �� ��� ������� ��������� ����������� ���� ���

�������� �� � � ����� ��� ����������� ���� ��� ���������� � ����

���������� ���� � ���������� � ��������� �� �� �� ���� �� �� ���� � � � ����

���� ��� ��� �� ���� �� �� �� ��� ���������� � ��� ����� � ���� ���� ��

���������� ���� ���� ����

Page 23: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� � �� ����� �� ��� �� � � ������ �� ��������� �� ���� � � � � � ��

�� ��� ��� � ��� � �� ���������� ������ ��� ������ �� ����� ��� �� ��

����� ���� � ��������� ���� ��� ������ �������� ������

�� � �� � ��� ��� � ��� ��

���� � ���� ��� � ��� ��� ������ �� � ������� �� � ������� �� ������ ��

�� ����� �� � �����������

� ��� ���� ���� !� �"����� ����� �� ����� �� �

������ ������ �� ���� � ������� � �� � �� �������

���� � ����� �����

��� ��� � ��� ��� �� � ��� �� ����

���� ���

��� ����� ��� ����� ���� �� �

���� ������ � � �#� �� � � �� � ����� �� ��� �� ������ ��� �� � �� �����

����" �� � ������� ���� � ��������� ��������� ���� ���� �� ������� �� �� �

����������

!� ���� ��� ������ ������� ������

�� ��� ������ �� ����� � �� ������

������ �� ��� ��� !� �������� �����

�� $% ��� � ��&� ��� �� � '����� ���� �

���� ��� � � �������� �� ���� ���� � �� ������� �� ���������� �

��� ������ ������� �� � ����� ��� � ��� �� �� � ������ !� ����

������ ����� $���&� ���� � ����� �� ����� �� ��� ������� �� ����� �� �

���� ���� �� � ��� ��� �������� �� �������

� � � ���

� �� � �� � � �� ��� ��

� ����(

!� �� ����� �� ����� � ������ � � �� � �� ��� �� �� ����� �� ����� �� � ���

�� � � �� � ���� ���� �� ��� � � � �� �� ����� $��� ���& �� � ���� �� ��

������� ����� ��

� � � �� � �� � �� � � � �� ��� �� ��

��

� ����)

!� ���� ������ ��� � ���� �� �� ������ ���� �� �� ��� �� �� �

��������� ������������ �� � � �� ����� ���� '�������� *� � ������ ���� �

������� ��� ����� $% ���& ��� � ���� ���"� ����� $% ���&� � � �� �� � ��� ���

!� ������� �� �� ������� �� � ����� ���� ������� �� � ����� ��� �� �������

�� � � ������������ � �� �� � ��� �� ��� �� �"� ����� ��

� � � ���

� �� � �� � �� ��� ��

� �����

+� ������� �� � ���� �� �� ������� � ���� ���" �� ������� ��

� � � �� � �� � �� � �� ��� �� ��

��

� �����

Page 24: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ���� �� � � ������� �� � � ������ ���� �������� �� � �� � ��� �

���� ���� � ���� �� �������� � ��

����� ��� ��� ���� ��������� ��� ����� �� �� ����� ������ � �����

��� ���� ���� ���� ��� ���� ����� �� �� ���� ���� �������� �� �������

���� ��� � ������ � �� ��� � � ������ ��� ����������� ���� ��� �� �����

������� �� ������ �� ����� ����� �� ���� � ��� ����� �� ����� ��

������ ���� �� �� �������� �� �������� �����! �� ��������� � �� ���� ����

"��� ���# ��� ��� �������� ����� �� ���� ����� �� �� ������ �� ���

���! ��� ��� ��� � �������� �� ����� ������� $��������� ���%��������

� ���� �� &� �� ��� �������� �� �� �� ��� ��� �� ���� ��� ��� �� ������ ��

������ ���� �� ���� ���� '�� � ������ � �� � ������ ��� �� �� ��� ���

�� �� ���� ����� ���� �� � � �������� �������� �� ���� �������� ��

�� ���� ��� ����������� �� ������ (������� �� (����#� ����� ��� ��

��������� ���� ������ �� �� ����� ���� � ������ � �� � ����� �� ��

���� � �� ���������� � �� ���� � ��� ������ �� � � �� ���� �� � ��

���� ���� ������

) ������ �������� �� �� ������ �� ��� ��� ��� ���� � ������ �� ���

����� � ��������� �� �������� ���� � ����� ��� �� ����� �� ����� ��������

��� ����� � �� ��� ���� �� ����� � � ��� �� �������� ���� � �����

����� ���� �

������ � ��� �� �� ������ ��� � �� ��� �� �� �� ���� ��

� � �� �

��

� ��� ��

� � !�� � ����!

���� ����� �� ���� ���� �� � ������ �� ���� �����

� * + �! ����� ��� ��� �� ���� ���� �� � ����� � �� �� �

+ �! ����� ��� � � � �������� ���� �

+ �! ����� ������� ������

�� ���� �����������

, �! ����� ������� �� ���������

���� ���� �����������

, �! ����� ��� �������� ���� ��� ���� �� ���� ���� ��

���� ������ �� ������������ ������� � ��� �� �%-� ����� ����� �� ������

�� ��� �� ��� � ����� � ������� ��� ��� ��� � ��� �!� ����� �����

������� ���� �� �� �� ������� � ���� ���� ����� � ������ ���

��� ��� � ���� �! �� �!� ������������ ��� ���� ���� �� �� ������ �� ���

� � �� �� ��������� ������������� ����� �� ���� ���� ���� �� �� ����

� ����� �� ��������� ��

Page 25: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� � � � � �� � �� � � �� � � �� � � ��� �

�� �� �� �� �� ��� � �� � � �� � ��� � � ������

�� � � �� ��� ���� � �� ��� �� ��� �� ���� ������� �� ��� ������ �������� ��

��������� �� � �� �� ��� � ������ ����� ��� �� �������� ����! ���� �� ��� ����

�� �� � � ����� �� ��� �������� ����������

��� � � � �� � � ���

�� ��� � � � � � �� �� � ������

��� � � � �� � � ���

�� ��� � � � � � �� �� � ������

��� � � � � � � �� �� � � � ����

� �

�� �� �� ��! � ! � !���

� ��� ������

��� � � �� � � ���

�� ��� � � ��� ������

"� ��� ����� ��������� ��������� #��� � �� ���$ �� � ��� �� �� � %� ��� �� �� �� ���

������� ��������� �������� �� ������� &�� ���'� ��� ����� ������ � � ����� ����

��� �� � ��� � � ������ �� ��� ������� ���� ���� ����� �� ��� ����� �����

���� ���� ��

(d)

(e)

(c)

(a)(b)�� ��

'

������ � � ������� ������� �� �� �� ���� �� ����� ���� �

����� �� �� ���� ����� � ��� ��� ��� ���� ������� ��� ������ ��� �

������� � ��� ������ ��� � ����� � � ���� ����� �� ��� �� ���

� ����� � � �� ����� ������ � � ��� �� ��� � ������� ��

������ ����� ��� �� �������

Page 26: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

� � � ��

��

� �

�� � � � � �

� � � �� � � �

� �

�� �� �� ��� � �� � ������

� � � � � � � �� � ��� � � � � � ��

��

� � �

�� �� �� �� ��� � � � � � �

� �� � ����� �� ��� � ��� ��� � �� ������ ���������� �� �� ����� ����� � �� ���

��� ��� ���������� ��� ������ ���� ��� ��� �� �� �������� �� ����

�����

� ��� ��� ����!� ����� �� ��"� ��� � #�� � ��� ���

$��� ��� �������� ����� �� %�� ������� ���� �� ����� ��� � #�� �����#�� �

� ���� ��� ��� ����������� ��� �&� ���� � �� � � �� ����� ��

��� ��� ��� � ��������� ����� ���

��� ���� � ��� ��� �� ���"� ��#��'� ������ �� ����� �� �������� ��� ���� ��

� �� ��� � �&��� � �� ��� ������� �� � ��� �� �� � #����� �� ����� ��

���� � ������� � �� "�� ������ (��� �� )�� ����� ���� �� �� � ������ � ���

�������� ����� � �� # ����� ��� ����� ��� ����� ��� ��� � � �� � ���� ���

"�� ����� �� �� ������� ����������� * ���� ��� ��� ��� ��������� � �&����� ��

� ��

� � ���

� �

��� � � � � � � � �� �

�� ���

���

��� +

,�

�� ������

��� �� �� ������ �� ������ � ��� � ���� ������ � ���������� � ����� ��������

��� �� ���� �� ��� ���� ������ � �� �� ������� ��� �������� �� �����

����� ������ � ������ �� ���� �������� ��� ��� ����� �� ����� �� ��� ������ ��

� �������� ������ � � ����� ����������� ����� ��� � ���� ��� � ���� �� ����

������ ��� �� �������� � � � �� ��� ������ ����� �� ���� ����� �� � ����� ���

� ����� ���� ��� ���� �� ������ ��� ��� ���� � � ����� � ! " �� � ! #� ��

�� ����$�� ����� ����� � � � ������� �� ����� � ��$��� ���� ��� ���� � ��

� ��� � �� � ��� ������� � ��� ���� �� � ��� ������ ���� �� �� ��

������ ���� �� ������ ������ ������� � � %�� ������ ������

� � � � � ��

�� � � � � � � � � � � �� � �

�� �� ��� �

��

�#

&

'

&�� �� �

� �

� ����(�

���� �������� � � ��� � � �� �������� ��� ��� ����� �� ����� �� ����� ����

�������� � $����

� ��� ��$� � �� ����� �� �� � �� �� � ���� )� ����

��� �� �� � ����$� ��� ��� �� ���� �� ��� ��� �� ! "� �#� ��������� ���

����� � � ����� � $��� �� ��� �������� � �� %�� ����(� �� ���� �� �����������

����

Page 27: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

� �� � �� �� �

�� ��� � � � ������

����� ��������� � ���� �������� �� ��� ������ ������ �� �����

� � � �� � � � �� �� ��� �� �� ��

� �� �

� �� � � � ������

��� ������� � �� � ��� � �� � ��� ��� � � �� ��� ����� ��� ��� ��� �������

� ��� � ������ � ��� ��� ��� ���� � ���� ���� ���� � �� �� � ���� ��� �

�� �

� �� ��!

"�� � � � ���#!�

$ � ����� � ��� ����%� � � �� �� �� &���

&����� ��� ����� �� '� � � ���

� � � ��� �� �� �� �� ��� � � � �� �� �

� �� �

� �� � � � ���#��

(���� ��� ������� � �� � ��� ��� � � �� ��� ����� �� � � ) ��� &� ��� ������

��� � ��� ���� �� ��� ������� � �� ����� � � � � � ��� ����� �� '� �� ���

����� ���� ��� ��� �"�*#��� �� ��

� � ��#

"�� � �� � ���##�

+ �� ��� ������� �� ��� � � �� ��� �� �� �� � ����� �� � &������

� �� � � �� � � � � � � � � �� � � ��� ��

� � �!

"#

�� � ���#"�

, � � �� '�� ��� �� ��� � �� � � ������ � �� ����� � ��� �

� �� � � � �� � � � � � � � � �� � � ��� ��

� � �!

"#

� �

�� ���#-�

����� �'� � ��� � �� ���� �� �� �' ������ �� ��� ������� �� � �� ���

����.�� '� ��� ���� � �� �� �� � ' �� ����� "�� ' �� ��� ��

� � � � � �� ��

�� � � �

�� �

�� � � � �� � � � � �# #� � � �

�� �� �� �����#.�

� � � �� � � �� � � � � � � � ��� � � ��

� �� � ��� �� �� �� ��

/� �

#

Page 28: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ����� ��� �� �� ��� ���� �� ��������� �� �� ����� �������� ��������� ��

���� ����� ��� ������ ������� ��� ���� � �

� �� �

��

�� � �

� �

�� �

��

� � �� � ���

����

������

� � � �� � � � � � � � � �� �� �

� � �� �

�� �� ��� � � �

� ������ ���� �� �� �� � �� ����� ���� �� ����������� �� ���� �����

��� ������ �����

� �� �

��

� � ��

��

�� ��

��

���

��� � �

����

���� �

� � � �� � � � � � ���

�� �

�� �� ���

��

��� �

�� ��������� �� ���� !"����� �#��

����� ���� �� ��" �� ���� ���$%� ���

���$��� ���� ��

� ��

� � ��

��

�� � � � �� � ������

&�� �� �� ��� ����� �� !"����� �� ��� ���� � ����"��� ������

'�� ��

��������� �� ���� ���� ���� ���$(�� ���$ � ��� ����)� ���� ��" �� �� ��

� �

��

� � ���

�� �

�� � � � ���$)�

*� ���� ��� !"������ � �� '���� �������� �� ��������� ����� ��� ��� '

���� �� � ����� ������� '� �� ������� �� �� �"���� #���'� �� +� ��

�����"�� ���� ��� � ��� ��� ���� ��� ������� �� ��� ������ ���� �� ����� ��

� � � �� � � ���� �

���!� ��� �������� ����������� � "#$ � ���!������

� �� ��

��� � �

� �� �

%

% � � �� ������

&��' ����� �� �� ��� �������� ������������ ��� ���� �()!���� ��! ��� ��������

������� �� �� �������

Page 29: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

� �� �

� ��

��

��

�� � �� � � � � � � ������

�� �� �� ����� ������ ���������� ��� �� ���� ������������ �� ������� � �� ������

���� ������������ ���� �� ���������� ����� ����� �� ����!�� �!��������

!�����!���� ���� �� ��! ������ ��� �� ���������� !�����!����� ���� ��"���� ## ���

�� ����$ � ������� ���� �����!�� �� ������!���� �� ����� �% �� �"������������� ��

&�� ����'�� $�! ���% ����$� � ������� �����!� $�� � ����� ���������%�

���������� �� ���������� ���$��� �� ���� ����!� ��� �� ��!����� $��� ��

�����!� ���� �� ��������� ���� �� ������ ����� �� ��!������ � ������� ������������

(��!� ���� �� �� $��) �� ������ ����!� �� ��������� $�� � !��������� ����� �����

�� ���� ���� �� ����!�� ������ ������ $�� � �����!�� �� !%������!�� ��������� ����

�� ������!� �� ����� ��������� ���� ��� !��������� ���� �������� �% ����!���� �

���� ������%� ��� ��� �!������� ���� �������� �% ����!���� ��*

� � � � � �� � � � � �� �

� � �� � � � � �

�� �� ��� � ������

�� �� ���� � �� ��� � ��� �� ���� �� ����� �� � ������� � � ������ �����

� � � ���

� �� � �� � � �� ��� ��

������

� � � � � � � �� � � �� �� � � � � � � �� � � �� � � �� � � � � ��� �� �� ��

� �� �

� �

�� ������� ���� �� �������� ���� �� ����� �� �� ����� ���� ��� �� � �����

���� �� ������ ���� ���� �� ��� ��� ������ � �� �� �� !����� ���" #��

�� ��� $� �� ����� ������� � % �� ����� � �� ��% ���� �� ������� �� ��

������ ����� �� �������� � �� ������� � ������ ����� �� ������������ �����

�� �� ����������� �� � �������� � ������ � ���� �������� ��� � � �� ���

���� � ���� �������� ��� �� ��� � ��� �

Page 30: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� ����� � �

�� ���� �� �� � ������� ��������� �� � ������� ������� � ���������

�������� �� �� ���� ��� � ��� � �� ��������� ������� � �� � �� � �������

��� �������� �����

� � ���� ��

��

� ��� !"

� ��� �� �� ��

� �� �

��

� ��� #"

� ��� ��

��

� � ��� $"

� �� � � �� � � �� � � ���� �� ��

��

� ��� %"

� �� ��� �� �� ��� �� � ��

��

� ���&�"

� �� ������ �� �� ���������

'�������� �� � ��(������ ��������� )������ ��� � ������� ��� ��

������ ������� ��� �� �� ������� ��� �� � ��� ��� ����

�������� ����������� *������ �� � ��� �� �������� �� � ��������

��� � �� � ��������� ��������� � �� � �������� ����� � ����� �� �� +)�

��� ," ��� � ���������� ���

� �� � � � �� �� �� � ������

���� � � �������� ����� ���� � ������ � ����� �� ���� ��� �� ����

�� ��� �� ��� � � � �� �� �� ������ � � ��� ���� ��������� � ���� � ��

� � � �� �� �� �� ��

� ������

�� �� � �� ��� ���� �� ������ �� �� ������� !����� �� � ���

� � � �� �

� � ��

� �

� "�� � ��� � ��� �

�� � �

��

��

��

��

�� �

� ������

�� ������ � ������ �� ������� ������ �� ��� � ����� ��� ��� �� ���� ��

����� �� ������� �� ���� ����� ��������� ��� �� � ���!� ���

Page 31: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��������� � ������� ������ �� � � ���� ������ ������� �� ��������

�������� �� ��� ��� ����� ��������� ���� ������ ���� � �� ��� �� ���

��� �� ��� ��� ���� ������� � ���� �� �������� �� � �������� �����

����� � �������� ����� ���� �� �� � ���� ����� �������� �� ��������

����� ����� ���� � ��������� ��� ��� ���� �������� ���������� � �� �������� � �

����� � � ��� ��� ��� ���� ��� ���� ��� !�� ��� ������ � � �� � ��� ���

���� � ������ ���� �� ��� "����# ������� ��� ���� � �� ������ �

�������� ����� ������� �� $ ������ �� ������ � �� �� �� � �� ��� ��������

������ �� ����� ��� � ������ � ����� �% � �� ��� �� � ���� � �� ��� �������&�

�������� � ��������

��

��

��� �'�()

�� ��� ������ ��� ���� � � �� ������� ��� ���� ��� ����� ���� ��������

�������� ��&�� !�� ��� ���������� �� ���� �� *���� '�+�

,���� ��� ������� ��%��� ������� ���� �� ��� ���� �� ��������� � ��� ���

�� ��� -� ��� ��� �� ��� �������� ����� � &� ��� �� ���� ���&� ������

��� ���� �� ��������� � ����� �� � ����� ���� �� �� ������ ��� � �� ����

��� ��� ���� ��� �������� ������ �� � � �� � ���� ��� ��� ������� ��

� � � �� �� � �� �� �� �� � �'�((

����� � �� � ����� �� � ������ ��� � �� � ���� ������ � ��� ��� �� ���� �

������ ������ � ���� �� ��� �� �� ���������� �������� �� �� � ��� ��

�� � ����� �!�� �� ������ �� "��������� #��� ������������ ������� ���

Tissue

z

z0

(a) (b)

������ � �� � ������ ������������ �� � ��� � ����� �� ��� �� ����� �� ���� � � ����� ���� �� ��� ������� ����� �� ����� �� ���� ���

� ���� �� ����������� �� � ����������� � �� � ����� � �� !"�#��

Page 32: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������ ���� � ��� ��� �� ��� ���� ����� ���� � � � ������ ������� ��� ��� ��

���� �� �� �� � �� ���� �������� ��� ������ ���� � �� ���� �� ������� �� �����

������ ������ �� �� ��� ������� ����� �� ����

� � � �� �� � �� �� �� ��� � ������

��� � ��� �� �� �� ��� ��� !����� ������ �� ����� � ���� ��

� ��

��

� � �

� " "

"

���

���

� ���� ����

� �

� ��

���

���

��

� ����

� � ���� ������ ���� � ��� �����

� ����� ������ � �����

�� ������������ �������� ���� ���� ����!� �� �� " ��� � ���� � �#��� ����

���$��� %���% � ��� �������� !�������� �� �� ���&��%%�� ����� �!� �������� " ��'�

(�� )�%� !�))���� �%�� ������!� �� %�� ��� ����!� �� ���� �� ��� ������������

�������� �% �� �������!� ��$���*� )����� %���!�%��� (�� ����� %���!� �� � " �� �%

)������� �� � " &��� ��%�����$ �� � ��$���*� %���!� �� � " &���� + ��� (��% %���!�

$��)���� �% �����%����� �� ,�$��� �& � ,�� � %���� �� �� ����� %����% � %���!�% ���

%��-% ���� �� ������ �� ���� !��!�� ��� ��� ����!� ���� �*�� ��� ������������

���������% �� ���� %���%� (��%� %���!� ���) !�� ���% �� �����%%�� �%

� � � � � � � �� �� � � � ��� ��

� � � � ��� �

� � � �

���

��

��� � � ���� ����

� �� �� �� ��� � �� � � ��

� � �� ��

� � � � � �� �� �� ��� � � �� � � � ��

� � � �� � ��

������

��� ��� ������� �������� �� ���� � ������ �� ��� ��������� � �� ��� ������ ����

�������� �� � �� � � � �� ����� ����� ��� ��� ������� ��� ������ �� ������� � ��� �

� �� ��� ����� ��� ����� � � �� �� !� !� ���� ��� ����� ��� �� ��� ��� �� ���

������� ������������ ��� ��� ����� ���������� �� ������� �� ����� ��� ���� ���

������ ���� ������ ��� ��� "������� �� �� ��#� ���� ���� ��� ����� ����� ��

� �� ����#� �� ��� �$��� ������� �� ��� �$���������� �� ����� � � ���� �� ����� �

������ � ��� �������� ����� �� ��� ���������

Page 33: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� �������� �� � �� ��� ��� ��� �� � ����� � ����� ��������� � �� ���

������ ����� ���� ��� ��� �� ��� ������� � �� ������� ���� � �� ��� ���� !� ���

����� ������� ��� ��� ������ ������ � � ��� "� ������� � �#����� � ��$

���� ��

� � � �� � � � � � ��

� � �� � ��

��

���%�!

� � � �� � ���

���

�� �� � � � ��

�� ���

� �

� � �

� �

��

� ��� � ��� ��� �

��� ���� �� �&���� ������� � "� �������� �� ��� �� ������ �� ��� ������

��� ���� &� ��# "�

� � � � � � � � � �� � � ��� �

�� � ��� ���

� �� � ��

��

� � � ��

��

� ��

���%�!

� �� �

� �� �

� � ���

��

��� � �

��

��

��

��

�� �

�� � �

�� ��

� ���� ���

� �� �

� �� �

� � ���

��

��� � �

��

��

��

��

���

��

��

� �

�� � �

�� ���� ��� �

z

-ze

-(2ze+z0)

z0

Tissue

������ � � � ������ �������������� �� � ������� ���� ������ � ��

���� ��� �������� ���������� � ������ ���� � �� ��� �� �������� ����

������ �� ������������ ��������� ���� ��� � ��� ����� ����� � �� ����� �

�������� ���� � �� ��� �� �� � ��� ��� � �������� �� � !���"��#�

Page 34: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� � �� ��� � �� �� ���� � �������� ��� ������ ��������� � � ������

�������� � ������ �� ����� � ��� ���������� � �������� �������� � ��� ��������

������� �������� �� � ��� ������ ��� �� �� � � � ������ ������

����� ������� � � �������� ����

� ��� ��� ��� ����� ��� ������� �!���� �� �� �� �� ��� ���������

��� � � ��� ���� ����� ������ ���� ��������� � ����� ������� � ��� ����

���� �� �� ������� ��� �� � �!�� ��� � ��������� � ��� ���!�� ��

���� � � ���� �!�� ��� ����������� � ������������� ��� ����� � ���

������ �� ��� ������� �� ���� �� ������ ��� "����� ��� ���� � ��� �����

���� �!���� ������ #���� ��� ���� � ��� � ����� � ������� �� � � ������ �

�� �������� ������������������ �� � ������ ��������� �������

� � � �� �� �� � � �� � � �� � ���$ ��� � %&�'()

���� �� �� ��� ����� ���� ���� � �� ��� ������� � ��� ������ � �� ���

� ����� ������� ���!�� ��� � � � �� � ��������� ������ ��� ���� �� ���� � � ���

��� ���� ��� ������� � �� � ��� ���� ��� �� ��� ������ ���� � *+ ���� � �

� ���� ������ �������� � #+ ����� ��� ������� �!���� �� �� ���������

� � � �!���� �� � ������ ����� � � � ���!�� �� ���� �� � �!���� � ����

�� �� ������� � �� �������� ��� �� �� ������ ��� ��� ����

� � � ���

�� � �����

���� �

�� ��

�������

� ���

��

��

��

��

���

��

���

��

��

����

� � �

� � �

� �

� �

��

� � �

�� �� ���

� ����

��

��

���

���� �

���

��

���

��

�� �� ���

���

� � �� ��

� � �

� �

� �

��

� � �

�� � �

����� � � ��� �� ����� ������� ��� ����� ��� ��� ��������� ��� � ������ ������

������� ��� � ������� ��

� � � ��� �

� �� �� � � ��

���

��

����

����

��� �� � �

��

� � �

��

�� �

� � � �������

���� ��� ������� �� ��� �� � ��� ��� ���� ������ ��� ����� ������� ���

�� ����!��� " � � �� ���������� �� ��� ��� ��� ��!�� ���� ��� � ����� ����� ��

����� ��� ��#� ���� �� ��������� # ����� ��#����� ���� ���� ����� �� �

Page 35: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������ �� �������� �������� ������ �� ����� � ������� � �� �� � �� ����� ���

� ���������� � �� ���� � ���� �� !" ��������� �� ���� ����� ��� � ������

���#�������� $������� ��� ������ ������ ���� � ��� ���� ����� �� �� �� �������

�� ����� �� ����� ����� �� � �� ����� ��������� ����� �� ��� ��������� �� ��

��������� �� � �� ���#���� ���������� �� � ������� �� ��� ������ ������

� �� �� ���� �������� ������ ��

��� �

��

���%�&'�

�� ��� � �� ����� �� ���� � ����� �� �����

� ��� % � � �%�&(�

$�� ���� ���� ���#���� �� ) *+,� �� ��������� ����� �� ��� ����� ��

) ��� ��� � ������� �� ��� ������ ������ � �� �� �� ������� �� �- ���

�� ��� ����� �� ��� � �� ����� ���� )-�� �� ���� .� � � �� ����� �� � ���

� ������� ����� ��� ��� ����� ���� ��������� ������ �� ����� ���� ���� ����

���#�������� !� ������ ��� �� �� �������� ����� �������� ���� ����� ���

�� �������� /������� ��� ����� ��� �� ������� �� ���� ���� ���#���� ��

����� ��� ��� ����� ���� �� ��� ������� � ���

.� ��� ���#���� ��� ��� ��� ������������ ���� ��� �������� �� ��� ��� ����

�� �� ������� �� ���� ��� ��������� �#� ���� ��� ����������� ������ �� ���

������ ������ �� ����� ����������� �� ����� � ���������� � � �� � ���� ��

��� � �� � � �� ��� ���� ��� ��� � ����������� ���� �� ��� ����� ���� ��

������ ����������

�� � �� ���������� �� ��� ������ ������ � ��� � �� ���� ������� � �����

������� $���0�� �� *� ������ �������� ��� ��� ����� ����� �� ��� ������ ������ �

��� ���� ����� ���� 123� � �� � �������� ��� ���� ����� �� ����� �� � ���

������ ������ � ��� ��� ����� �� ����� ���� � 4��2� ���� 5����� ������

� ��� �� �������� �� �� ���� ����� �� ��������� ���� � �� ������ ����������

�� � � � ������� �� �������� � 6�7��� �� ���� 4������ �� ���� �� "� ��� �� ���

3���#���� �� � ������ �� � ��� ������������ ���������� �� ��� ��������� �� ���

����� ����� ��������� �� ��� ������ ������ � ���� � � ���� ������������ ��

����� ��� ���� �� �� ��� ���� � ����� ��� �������� ���� ���� �����������

�� ����������� ���� �� ��������� ���� ��������� �� ��� ���� ��� �� ��

$������ �� �������� �� �� �� ��� ���#���� ��� ��� 8 ����������� ���� ��

������ ��� $������ �� ������ � � ���������� ��� �� ��� ������ ���� �� �������

)'-� ��� ������ ���� ���� ���#����� ���� ��� � �� ��� �� �� ���������

���� �� ���� �� ���� ��� ������������ � ����� � ���#�����

Page 36: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ������ �� � ������ ��� �������� � ��� ���� � ��������� � ��� �

�� ������� �������� � ������� ��

��� ����� �� � ���� ���

� ��������� ���� �������� � ������� �� � � �� ����� � � ����� � �

���� �� � ��� ��� ����� ��� ��� �������� � ����� � ���� � ��� �

�� � �� � �� ��� ���� ��� ��������� ����� ��� � � ��!�� ��� �� � �� �

� � �"������ �� � �� � � ������ ��� � �� � � ������� � �#����� �� ��� �����

� �� ��� � ������ ��� � �!�� ��� ����� � � ��������� ��� ��� ��� ��� ��

$���� ��� ����� � ��� ������ ��������� ���� �� ��� ���� ��� ��� �

� �� � ���� ������ ���� ��� �� ����� ��� ������� � ���� � � � ����

������ � �� � � �������� � ��� � �������� ������� � � ��� ���������

������� ����� ��� � ���� �� � ����� �� ����� � � � ������� $�������

����� ��� �� � ������� ��� �� ������ � ��� ����� �� %������ � � � �

������� ���� ��� ����� � ���� !��� � � "��� ��� �������� � ���� ���������

� ������ � ��� � ������ � ��"� � � �������� ������� � ��� � �� �

������� � ��� �� � ��� � ���� ��� ��� ��������� ��� ��� ��� � � ����

� ���� � ��� � ������ � �� �� &��� ��� '������ ������ ��� ������ ����� ����

� � � ���������� ����� �� ��� ��� ���� ���� �� � � � � � ���� "��� � � �

���� �"������ ��� &�� ��� ���� � �� � � � ���� � ������ �� ��������

������ � ����� ��� �������� ��������� ��� ��� ��� � � �������� �� �� ��

�������"� ���!� ��� ����� �� � ��� � ������ � ������ ��� ������� ������ �

� ��� ������ ��� ��� ������� � � ��� ��� ���� ���� ��� ����� ��� ���

������� � � ��� �!��� ������ ����

(���� � �� � � ������� ��� ��� ����� � ������ ��� ������ ��� ���� �)� � ���

��!� � �� � ������� � � � �������� ��

� ��

� �� * �

� +,�-./

����� � � � ���� � ������ ������� . ��� *� 0��� ��� �� � � ������� ��� �����

� ���� � ����� � � ��� �� � � ����� � ��� ���� ��� � ��� ��� �� ���

����� � � �������� ��

���

�� ������

Page 37: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ���� �� �� ���� ����� �� ������� ������ ��� �� ������� ���� ��

���������� ��� ��������� ���� �� ��������� ���� �� ���������������� ����

�������� ����� �� �������� ���� �� � �� �� � ��� ������ ������� ��� �����

������ �� ��� �� ���� ���� �� ���� ����� ��� �� �� ������ �� �� ���� ��

������� ����� � ��������� !� �� ���� ����� � ��� ������ ������ �������

������ �� ���� ����� �� ���������� � �� ����� ��������� ��� �� ����� �

������ � ������ �� �� ���� �� � �� ���� ���� ��� � ������ ����� � �������

�� ������ �����

Page 38: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

Page 39: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�� ��������������������������������������

������� ��� ����� �� �� ���� � ������ � � � �� ���� �� �� ������ ���������

� � ������ � ������� ���� ������ �� �� ���� � �� � ����� ������� �� ������

����� ���� ��� ����� ��� ���������� � ���� ����� �� ����� ����� ��� � ������

������� �� � �� ��������� ��� �� ����� �������� �� ���� �� �������� ��

������� ���� �� �� ������ �� �� ����� ��������� �� ����� ��� ������

������� � ����� ��������� � ��� ���� � � �� ������ ��������� ��� ���������

�� ����� � �� � ����� �������� �� ������� � ����� �� ��� ����� ���� ���

� �� ������ ��������� � �� �� �� ���� ������ ��������� ��� ����� ��� !��

������ ��� ������� � � ���������� ������������� � � ������ ��������

��������� �� ���� �� ���� ��� ����� ���� ��� ���� � "����� � # �

������ �� �� �� ������ � � � �������� ��������� �� ����� ������ � � �

������ �� �� ���� �������� ������� �� ��������� ��� ����� ���

��������� � �� � ����������� � ������ ���$� � ��� �

��� ���������� �� �������

��������� ��������� �� �� ���� ��������� � � ������ ��� �����

�� � ���� ��� �� ������� �� ������� �� ����� �� �� �� �� � �������� � ��

��������� ��� �� �� ���� �� ����� �� �������� �� �� ����� �� � ����� ���

!�� �������� ���� ����� �� ��������� � %����� &� �� ��� �� �� ����' ��

�������� �������� � � �� ������� ������� ��� !�� �������� �������� � ��� �

������� ��� � �� ��������� � ����� ����� �� ����� � � �� ������ �� �

������ � � � �� ������� �(���� ���� � �� �� ������� � �� ��������� �

��������� �����

!���� ��� �� �������� � ���� �� �� �� ��������� ����� �� ��� �������

������� ��� ��� �� �� ����� ������� ������� ��� ��)�*� !�� ��� ������� ������� �� ��

�� ������ �� �� � ���� ���( �� �� ������ ������ �� ����� �������� !���

�������� �� �� �������� �� ����� � � ������ � ����� � ������ � �� �����

�������� �� �� ��� � � ���� ������� ��� ������ ��+� ,�� �� - ��� �� ���������

��� ����� �������� � � ���� �� � ��� ����� ������� ��� � �� ��� ������ ���

������� �� � � � �� �� ���� ����� �� ���� !�� ������� ������� �� ���� ��

���� � � �� � �� ������� ������� ���� �� ����

� ��

� ��

� �

� �

� �����

Page 40: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� �� ���� � ���� �� ����� � � ��� ���� �� �� ����� �� ����� ��

��� ����� �� ���� � �� �� � ���� �� � � � �� �� �������� �� �� ���� ���

����� �� ���� �� ���� ����� �� � ��������� � �� ����� ���� �� ��

���� ��� � ������ � ������ �� ���� � �� �� ��� ��������� �

����� ����� �� �� ��� ����� ���

�� �� �� ����� �� ����� �� ��� ����� �� ���� �� ����� � ��� ��

��� �� � ���� �� �� �������� �� � ��� � ������� ��� �� ���� �� ��

�������� ���� ����� ����� �� ���� �� �� ����� ������� �� � ���� ��

� ������ ��� � ��� � ��� � �� �� ����� !�� �� ���� �� � ������ ������

�� �� �� � ����� �� �� �� ��� ���� ��� � ���� �

� �� �� �

� �

��

���

� ����

�� "#�$%

��� � ���������� �� � ����� ���� �� �� ���� � ������� �� ���� � �� �����

�� �� ��

� �� � � ���� � � �� � �# � "#�#%

�� &�� "#�$%� � � � �������� �� �� ��� �� �� ����� � �� �� '� (� � $�

���� �� �� �� ���� ��� ��� �� � ������ ����� �� �� � ����� �

IntegratingSphere

Tissue

Detector

Detector

(a) (b)

������ � �������� �� ��� ��� ����� ����� ���������� � ��

���� ��� �� ����� ����� ��� � � �� �� ������� ��� ������� ��������

������ ����� ��� ����� ��������� ������ ����� ���� �� ��� ��� ����

�� �� ��� � ������� ������ �� � �������� �������� ��� ����� ����������

� �� �� ��� � � � ������ �� ��� ����� ����� ���������� ��� �� � ��

�� ��� �����

Page 41: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� � �� ���� �� ��� � ���� �� �������� �� �� ������� ���������

���� ������ � � �� ��� �� ���� � ���� ������� ��� �� ��������

�� �� ���� ������ � ������ ��� �� ����� ���������� ��������� �

������� �� �� ������ �� �� �� �� �� ��������� ��� ���� ��������

�����������

!� ������ ������ ��� � �� � �� � ��� �������� �� �� ���� �� ��

"�� �� ������ #� � ���� ���� ��� �� �� ������� ���������� �� �� ���

�� �� � ����� �� ������ � �� �������� �� ������ ����$� !� ���������� ��� �

���� �� �� ��������� ����%�������� �� ����� �� �� ���� ����� ����� ��

������ ������ �� � ������� !� �� ����� �� ���� ����� �� ���� ��

���� �� � ����� �������� � ���� !� ������� �� �� ������

������ �� � ��� �������� �� ����� �������� ��� �� ���� ��

� �� �� �� �� &'�()������ * �������� ��"��� �� � ���'���� ��'�� �� ��

������� �� ��� ������ � ����� ��� � ������ ����� � ���"� �� +��� $'

�� !��� ��� �� ��'�� �� ��� � ��%���� � +� �� ���� � ���� ��� ���

� ��� �� ���� ������ ,� � "��� ���� ���� �� ��� �� � ���������� ��� ��

����� ���� �� ����� � ������ �� �� ������� �������� �� ������

� ����� ��� � ������� �� � �� ����� ���� �� � ���� �������������

!� ������� ���� � ������ � ��������� �� �� �������� �� �� �( �� �& ��

��� �� ���� ���� ��� ��� � � ��� �� � ��� �� �� ���� �� � ��� � �

�� �������� ���� ����� �� ���� ���� -��� �� ������� �� ���� ��

���� ������� �� � � ��������� ���� �����.� �� ������ �� �������� �� ��

������ ������ � �� ���� ��� � ��� !� �� �� ������� ���� ��

�������� ���� � ��� �� ������ � ����� �� ��� �������� ��/��� ����

��� ����� �� ������ �� ��� ��������� !� �� � �� ���������

(a)

Tissue

Opticalfibres

�r�

1

10

100

1000

0 2 4 6 8 10r(mm)

Rd(r

)

(b)

Detectors

������ � ��� ������� �� ��� ����� ����� � ������������ ��� � ��������

������� �� � � ��� �� �� �� ������� ����� � ��� � ������� �����������

����� ���������� ���� ��� ����� ��� �!�������

Page 42: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� ���� �������� ������� ��� ������ ��� �������� ������ ����� �� ����

��� ����� ��������� ������ ��� ��������� ������������� �� ��� ���� ��� ������

�������� ����� ���� ���������� �� ���������� ������������ �� ������ ����

����� ������ ���������� ��� �� ���� ��� ��� ��������� ��� �������� ��� ��

��������� ���� ����� ���������� �� ���������� ������������� !��� ��� �����

�������� ����"����"�#���� ������ �� ��� ���� $% ��� ���� ��� ���������� ���

��� ������� ��������� ����������� ��� ���� �������� ��� �������� ����������

��������

��� �������� �� ���������

&� ��� ����������� �� �������� �������� � �� ���� � �����" �� ���������� ����

���� �� �������� �� � �������� �� ���� � ����������� ���� ��� �� ���� �� ������

��� ������ ����������� ��� ���� ����������� ���� �� ������� ����� ������������

������������ ����� �� �� �� �� ���������� �� ������� ��� �������� ������ ���� �� ��

�� ��� �������� ������� �� ���� ����� �� �� �� ���� �� ��� '���"(������ ���

��� ���� � ���� �� �� ��� �� ��������� �� ���������� ��� ���� � ����"��"

�� �� �� ��� �������� &� ��� ��������� ������������� ��� ���������� �����������

��� �� ��������� �� ��� ���� ���� �� ��� ����"��������� ��� ���������� ����

��������� �� )#� *��+,- ��

� ���

��

�� �� � ��

��

$�� � � *.��-

��� ��������� ��������� ����������� ��� ���� �� �������� ���� ��� ����"��"

������� �� ��� ���������� ������� /��������� ��� ������ �������� ����������

��� �� ������ �� ��� ��#����� ������� ���������� ���� ���� ��� ���������� ���

������� ��������� ������������ �� ���� ����������� ���� ��� ���� ����� �� �

������� �� ������� ��� ������ ���������� ���� �� �������� �� ������ ���� $0%���

/� ��������� ������ � ��#�������� �� ���� ��� ��������� ����� �� ������ � �� �

�������� ���� ��� ������ ��� ���� ��� ��������� ��������� ��� ��� ����������

���� ���� ���� �������� � �� �� ����� &� ���� �� ��� ��� ���� ����� ��������

���������� ���� �� ����������� &����������� �� � ������ �� ����� �������� ����

����� ���� ���������� ��� ���� ����� �� �� �������� �����������

1���� ����� ��� ������ ���� ��� ������ ����� ��� ������������ �� ���

������������� �������� '����� �� � ���� � ������ ��� ���� �� ���� ���� ���

������� ����� ������ �� � ������ �� ������������ ����������� �� ��� ����

��� ���� ����� ����� �� ��� ��� ����������� �� � ��������� � ������� ���

��2������ ��� ��������� �������� ����� ���������� ������ ������ ���� ���������

���� ����������� �� ��� �� ��� ��� �� � ����������� ����� ���� �� ��� ����

Page 43: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� �� �� ������� ������ ���� � ��������� � � �� � ������

��������� ���� �� ������� �� ����� ���� �� ������� ������ ���� �� �� � � �

����� � � �� �� �������� ����� ������ �� ���������� ���� �!��� � ����

�� � ����� ��� �� ��!� �� !�� � ������ ���� �� ���!�� � ��� �"�� �� �

����!����

#� ���� !��� �� ��� ���"��!�� �� �� ��� ������ � ��$ ��� ���� ����$

���� ��� ������ !��� � ���"������ ��� � ����� "������ %� � �� ��!�"� ����

���� ���$ �� �! ��� ���� !���� �� ���"���� � ��"�� ���� &� �� "� �!� �����

�� �� ����� �� � �!�"�� �� ��� �� ��� ���� ���� ���� ������� ��$

�������� "!���� ���� ������ �� �!���� �� ����� � � �!���� ��

���� ���� "����� �' ��� &�!�� �$�� �� �����"� ��� �"��"�� �� �������"��

"!��� ��� ��� � �� ���� (� �� ��� �� ��"� �������� �� ����� ��!� �

�� ��� � ���� ���� �!��� ������� (($(((������ (� � ��� � ����!������ �

���� ���� ����� �� ��������� � )*+ �� ��� "������ �� � ���"�� ���� !��

�� � ��� ��� � ������ ���� !�� �� �+$*+ ��� �� ���� �"��,!� ��� � ��

! -�� � ������� �� � �� �������� ���"�!� �� � ��������-�� �% .��"�

� ����� �!�" � ��� !��!� ��!� ������ (/�� 0���!������ �� �� ���!�� �

��"��"����� ��� �� ���� ���� � ���� � �� ��� ���! �1�"�� �� ��

��������-��� �� �"����� ��� �������� ���"�� ���� �������� �� ���

�� !��� � �� ���!��� �,!��� � �� ��� � �� ����� (� �� ��� ��� !����

��� �� �������� ��� �� ���!"�� �"����� "����"��� ���� ����� � ����

�� ��� �� ���� � ��"��� ��� !��� ��� ���� �� ������ � ���� ��$��� ���

�� �������� "����"��� �� � �� ���!"�� �"����� "����"�� ��� �� � ��

�� !� ������ � �� ��� ��� !���� �� ��� ��� ���"��!�� ��� ���� �����

� �� ����� ������� � ������� � �� �"����� ��������� �� �

����"�� � ������� �� ���"��� ��� �""!��"� �� �� �������� "����"����

�� �"��,!� ���"���� ���� "��� �� "�!���� �� ��� �� � ���� ��1�"� ���

��!�� ��$���� ��� �������"� ��� ���� !���� �� �� ��� �!��� �� �� ��"�

�������� �� � �� ����� �� ��� �������� &�� �� ���� ��� �!"� �� � ���� ��

���!��� ���������� � �� �� �� ��� � �!� �� ����� � � !�� �� ���

���"��!�� ���"���� ������ (������ � ����� �� 0��� 2�� � ��! ���� ���

�������� ��� ��� � �� ���� �� ������"� ��� ���� ���� �""!��"� �

������ �!���������

(� �� �� ���� �� ��"���� �� ���"�� �"��,!�� ��� ��$���� ���

����!������� ��$"���� ��� ��� �$����� "�!��� ��� �� �����$"�����

��"������ ��� ���"�����

Page 44: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� �������� ���� ���� � �������������

����������� ������������ �������� ������� �� � ������� ��� ���������

�� ���������� ����������� �� ����� �� ������ �� ������� ��� �������� ��

������ ������ �� ��� ����� �� �� ���������� �������� ����������� ��

������� !� �� ����� ���� �� ��� ���� ������ ���� ��������� ��� �� �����

������� �� ����������� �� ��� ���� ���� �� � �������� ������ !� �� � ���

��������� ���������� �� �� �� "��� �� ��� �������� �� ����� ������� #������ ��

�� �����"� �� ������� ��� �������������� ���� "� ��������� ��� ����������� ����

��� � �� �� ��� ����� �� �� ������ ��� ��� "��$��� �$� ������� ����� ��

���������� ��� ���� �� ��� �������� �� � ���������� ������� �� �� ����� ����

���� �� � ��� ���"� �� ����� !� ���� $��� � ���������� ����"����� �� ��� ����

��� �� �"����� %� ���������� ����������� �� ������ ����������� ����

������ � ���������� � ��� ����� ��� ������������������ ���� �� ��� ��

�������� ��� ��������� �� ��� & �������� ��� ��� �� �� �� ��� ��'�������

���� �������� ���������� ����� �� ������� () #*+ ���� ��� �� �����"� ��

��� ��� ����� $�������� ����� ���� �� � ���� ���� "����� �����"�

����� �� ���� "��� ����� �� ���� ,�� �� ����������� ����� ��� �������� ��

��� ���� �� ������ ����� � ������ �������� ������� ����� � ������ ����

�������� ��� ������ ���� �� ���� ������ �� ������ ���� ���� �� � �������

����� ������� �� ���� ��� ����� �� �� �� � �������������� � �������

Time

Wav

elen

gth

(nm

)

Inte

nsity

0

1

1E-3

1E-2

1E-1

1E+0

0 1 2 3 4Time (ns)

Inte

nsity

(a.

u.)

(a) (b)

������ �� ���� �� � �������� �������� �� �������� �� �����

���� � ���� �� ������ ����� ����������� ����� ������ � � ��� ��������� �

�������� �� ���� �� � ��������� ��� �������������� ����� ��� ����

���� � �� �� �� ������� ��� ��������� �� � �������� � ��� �

����� ��� �� � �� ��� � ���� ���� ����������� �� ��� ������� �������� ��

��� ������� ����� ��� ����� ���� �� ��� ����� ����� ������ �� ��� �� �����

� � � ����� ��� !!!��

Page 45: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������ �� � �� � ���� �� ��� �� � ������� � ��� ��� �� ������ ��

������������ �� �� ���� ������� �� ��� ��� � � ����� ��� ������� �� ���� �� �

� ���������� �������� � ���! ��� �������� �� ������ � ������ �� � ������� ���

��� ���� ��� �� �� �� �� ������ ������������� �� �� �������! ���� �� ����

����������� "� ��������� ��� ������ �� � ����� � ���� �� �����! � ������� ���� ��

�� ���� ������� � ����� � ��� ��� � �������� ����� �� ��������� �� ������ �

������� ����������� �������������� �� �� ���� �����������! �� �� ��������� ��� ��

����������� �� ��������� ���� ��� ��� ����� ��� ����� � ��� �� �����������

#�������! ���� �� ����� ���� �� ������ �� �� �����������! ������� �� � ����������

�� �� ������� ����� ��� ����� � ������ ��� �� ������� �� �� ����������� ��

��������� ��� ����� ��� � ��� �� ���! � ���� ���� ��� $%�

& � �� ������ �� �� �� ������ �� �� ������ ���� �� ��������! � �������� ��������

������������� ��'&� �� ����� ���� �� �'& �� � ������ ��� �������� �� ������

�� ������������ ��� �� ������ �� ����������� ' ��������! � ������� ��� �� ���

�� ��(��� ������

� ��(�� ���������� ������� �� ��)*� ����� ��� ������ � ������ ����������! ��

��� �� �������� ����� ���� �� ��� ������� �� �� ���� �� �� �������� ��� ���

��������! � � ����� �� �� ������� ���� ������ �� �� ������ ����� � ���� �� ��

��������� �� ���������� ��� ���� �� �� ���������� ������ �� ������ ��������

������� �� ��� ����� ���� �� �� ��� ��� �������� �� �� ������ �� �� �� ����� ��

+,�$,, ��� -�������! ��� �� ����������� ��'&! ���! ��� ��� ��� ������

������������ ��������� �� � ������ ���� ��� �����! ��.��� �� ��������� �� ��

������� ��������� ��� ������ ����

� �������. �� ��� �����/ � �� �� ���� ��/ ������� ���� ������ �� ��� � ����

��������������� ������ �� ���������� ��� �� �� ���� ��� ��.� �� �������� ����

������������! ���������� ��� ����� ����������� �� ���. � �����������������

��(���� �� �� ����� �������! �� �/ ������ ������ �� ����� �0��������

����� ���� � �� ����� ���

������ ��������� �����/ � �������� ���� ������� �� �� ���������� ����� ��

�� �� �� � �����. ������� �� �����. ������ �� � ������ ���� ����� ����

�������� �� ��)*�! � � �� � ���� �0������� ������ ��� �� � ������� �������

������ 1� ��� ���� �� ��� �� ������ ���� ���. �������� �� �������� ���������

����� �� �����. ������ �� ������� �� ��� �� �� ������������! ���� ��� �� ��������

�� �������� ���������� �� �������! ����� ��� ����������! �������� �� ���� � ��� ��

�� ���� ��� �� ��� ��� ���� �� ��( ������ �������� ���� �� �� �����. ������� ���

���� �� ��� ������ ���� � ���� ������� 2�� � ����� ��� �� ���� ������!

Page 46: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�� ������ � ����� ��� ��������� �� � ���� ������ ���� � ��� ����

����� � ������ � ��� ������� ���������� ��� �� ������� ���� ��� �� �

������� �� �� ��� ��� �� ������� �� ���������� � ������ �� ������ �

��� �������� ������ ���� � ��������� �� � ����������� ���� ����� ����� ��

����� �� ����� � ����� �� �� ����� ���� ��� ��� ��� ���� � ��

������ �� ��� �� ��� � ���� �������� �� ����� � ������ �� � !

������ �������� �� � ������� ��� ��" ����� ��� �� � �� �� �� �������

���� # ����� �� � ����� ���� $� �� �����% �� ����� ����� � ��������

��� ��� �� � ��� �� ��� � �� �� � ���� ������ � ������� �� �� ��� ��

& � � �� ��� ������� ����� �� ������� � ��� �����%�%��� � ���� � � �� ����

� ��������� ���� ��� ����� �� � ��� � � ��� ����� ������� � �� �� � �� �

������ � ������ '()%*) � + ��� � ������ ,�� �� �� ������ ��������

�� � �� ���� ���� �� �� � ������ � ������� �� �� �� ��� & "-�� �� ����

������� �� �� � � �� ����� ��� ���� ��� �� � ��� �� ������ � ������ ��

�� ����� � ��� � ���"�� � � ������� ����� ��� �� �� �� ��� ���������

���� � ��� ����� �� �� ��� ����� ����� ��� �� � ������� ��� ����� �

���������� ��� ����� �� � ��� � � !�� � �� ������������ �� �� ����

���� ��� �� ������ � ��� ������ � ������ '����������� &) � + �

�������� ������� � �� ����������� �� ����� �� �

��� ��" ����� �� � ��"� �� � ./ � ��� ���� ������ � �� �� ���� ������

�� � �� ��� � ��%��"� ������ ��������� ��� ���� ��� � ��" ����� � ��

����� �� �� ������ ��� � ���%����� ����� ������ � � ������� �� ���� ���

����� ��� ��� �� � �� � � ��������� ��� �� ��������� ���%� �����

��� ����� ��� � ���� ��������� ������ � �� ����� �� ����� 0�(� �����

�� ������ � � � � �� ��� � ��� �� ����� ������� ��� � ����� ��� �����

� ����� ��� �� �� �� �� � ������� � ���� ����� ��� �� ���������� 1�� ��,�

�� �������� �� ��" ����� ������� � ��� ���%� ����� �����2�� � ��

���� �� �

��� ��������� ���� ���������

��� ��� ����� ������ �� �� ����� �� �� ��� ������ ���� ��� �2�������

�� �� ��2����� ������� ����� ��� �� ������ ����� �� ����� �� ���# ��

����� (�(���

��� ��� ����� �� �� ��� � ��� ��� ����������� �� �� ������ ����� ��

������ ������ ��� �� ��������� /�� �� �� ��� ������� �� ����� �� ���

�� �� ���� ��� �� 32� '(��0+� � ����� �� ��������� ���� ��� �� �� ��� �

��� ������������ ��� ��� ����� �� �� � �� ������ � �� �� �����

��� ������ ������ ���������� ��� �� ��������� �� �"�� �� ��� ������

Page 47: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��������� �� �� ������ �� �� �� �� ����� ���� ������ �� ��� ��� � �

���� � ������� �� ������� ��� �������� ������� ������� ��������� ����

��� ����� �� �� ������ �� �����

!� ���"����#���� ��������� �� �� ���� � � �� ��������� � � ���� ��

�� �� ���#������� ��� ���� ��� ����� � �� ���� � �� ���"���� �� �

$%&' (&') ����� �"����� ��� ��� �������� �� ���� ������� ��� ����

������� ��������� � �� �� � ��� ������ ����� ��� ����� ��� !� �� �� �� ��

���� ����� ����� �� ����� � �� ��� ������ ���� �� �� �����

��� ����� ���� ���� �����

!� ���#������� ����� � � ��� ��� ���� ������ � ������ �� � ������

���� �� � ��� ������ �� ������� ����� ���� ��"����� ��"�� ��� ������ � �� ��

������ � � �� �� � �� ������ � �� ��� ��� �������� �� �� �� ���� ���� �

*��� �� ���� � ���#������� ��� � �� � ������ ��� � ����#�����

����� � � �� ������ ��� ���� � �� ��� ����#����� ����� � �� �� ���"����

������ � � � ���� ����� ��� �� #����� ��� � �� ������ ��� ���� �

�� ��������� ������ � � ���� �����

� � � � � �� �+�

+� ���� � � � � � ��� � ��

����� $,�-)

� �� ��

��

��

� �

+� ��� � � �

��

� ����

�� ���� � �� ��� � � ������� &���� ���� �� �� �� ������ �.� � �� �

#����� ������ ��� ���� �� �� ��������� ��

� � � �� � � � � � � �� �� �� �

� �����

����

� � � �� � �� �

� � ��

��

�� ��� �

�� ��� ��������� �� ��� �������������� ������ ����� ������ ���� ��� ������ ���

������ ��������������� �� ��� ����� ��������� ��� ���� ��� ��������� ������ ��

������������ ���� ���� �� �������� �� ��� ����� ���� ������ ��� ������� ��

�������������� ����� �� ��� ��� �� ��� ������ �� ! �� ���� ���� "�

Page 48: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

� � � ���

�� ���� � � � � � � �

��� �

��

��

��

�� ��

� �� ���

� �� ��

� ����

� � � � ��

��

� � � �

���

� �

� � � �� ��

��

��

���

��� � ��

� ��� ������ ������� �������� ������������� �� ������� �� � ������ �� ���� ���

��������� ���� ��� ������ ��������� �� ������ ��� ������� ������� ��� ����� ��

��� ����������� ����� ���� �

� � � �� �

� � �� ��

��

��

� �

��

� � � � �!�

����� ��� ������� � ��� �� ��������� ��� ������ ��� ���"������ ������ ������������

#�� ���$����� �� �� ��� ����� �� � ������ �� ��� ����"���������� �� ��� ������ ���

���� �����$������ ���� ������ ��� ����� ��

� ���

��

��

��

� �

��

�� �

� � �%&�

#�� ����� ������ �� ��������� ���� ���� �� � �������� ��������� �� ��� �����������

����� '����� �"� ����������� � (������� ������ ��� ��� ��������� �� �������������

���$������ �������� ���� �� �� �������� � ��� � ���� ���� ��� ������� ���� �� ���

����� �� ������� �� ����� ���$�������� ����� ��� �������� ���� �� ������� �� ������

���$������� #��� ������ ��� ����� ������� �� ��� ���� %!)&*� � ������� ������������

��� � ���� ��������� ������������ �� ����������� ��� ������������ ���+ ��� �

����� �����������

#� ������� ����� ����� ������� �� ���� ���� ��� ����"����� ����� �������� ��

,����� -���"�������� ����� ������ .!/ ��� %0& ��� %& 12� ���� � ����� ������ ��

I(t)

t

��(t)

t

������ � ��� ���� ������� � ��� ������� ����� ��� ������ ��

���������� �� ��������� � ��� ���������� �����

Page 49: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� �� � � ���� ��� � ����� ����� ��� ���� ��� ����� � �� �� �� �

�������� � ������ �� ������ �� �� �� ���������� ����� � ���������

�� ���� � � �� �� � � ������ ��� ����������� ���� � �� �������� �

�����!� "� ���� � � ������� ����� ������� ������� ��� � �� �� #���� $���

� ��� �� �� ������� �� ��� %$& �� �� �� � ����� '���� ������� ���� ���

����� �� ���� (������ $�&& ���� �� ��� ����

��� ����� ������

)���� ����� �� �� � �� ��*��� ��������� ��� �� �� �� �� �� +����

���� � �� ��� � ���� ,� �� ��� �� � �� � �� � ���� � ���� �� �� ��

��� �& � ��� ,� -��%� ����� ����� ��� ���� � � �./ � ��� ������ �� ��

�� !����� �� �� 0/ � �� ���� � ������ � �� !�� ��� ����� �� � ��

����� ������ ���� ������� � ����� �� ��� �� �� ������ �� ���� �� ��

������ � � � ��������� �������� 1 �� ��� ��� �� ����� �� �� ��

������� �� ������� �� ,� ��� � ���� � � ��� ��� �� �� ���� ����� ���� ��

������� �� ����� �� ��� ��� � � �� � �� ��� ��� ����� ���� �����*�

� � ����� ��� �� ����� � � ��� �� ���� ������� ���� ��� �� �� � �

������� � � �� ����� � � ����� ������ �� ��� � ��� �� ���� ��

���������� �� ����� �� ����� �� � �� ����������� � �� �������� ��� ������

�� � �� ��� ��� ��� ������ ������ � �"��� � �� ���������� ��������� �� ��

��� ����� ���� � �� ������� ��� ���� ������ �� �� ./ � ��� ��� ��� �� ���

�� �� � � �� � � ���� ����� � � ���� ����� ����� � � ��

��� �� �& �� ��/���

500 600 700 800 �(nm)

I(t)

������ � � � ������ �������� ���� ���� ���� ���������� �� � ����

�������� ���� ���� ����� ���� ������� ���� ������ ��� �� �� �����

��� �� �� ��� �� ��� ������� ����� �������

Page 50: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

���������� ������ � ���� �� ���������� � ��� �������� �� �����

���� ���� ������� ��� ������ ���� ����� ������ ����� �� ������� ���

�� �� ������ ������ !�� �� ��� �� ���������� �������� � ������

�������� �� ���� ���������� ���� � ������� "� �� ���� ������ ���

������� ������������ ��� ��� �#���������� $%!& ����� ��� � �� ����

'( �� ��� )�*� ����� ��������� ��� � �#���� �� �� �������� !�� �� �

������� ��� ��� �� �� ����� ������ �� ������������� � ��������� + �� ',(

�� �� ������� ��� ����� ����� � ��� � � ��������� -�������� ��� %!����� �

������� ��� ������ �������� �� ����� ������ .������ �� ������� ��

��� ��� %!������ ��� � ��������� ������� �� ���� ' �� / � '�� ���� ������

��� ����� ��������� ��������� ��� ����� � ��� �� �� ����� ������

�� ���� �������� �� ����� ����������� %������ ������� �� ���

������ � ����� �� ��� �� ������� �� ��� �# ��� ������ *� �

������� �� ��� ��� ��� ��� �� ������� �� ��� ����� ������ ����

��� ����� ������ �� ��� �������

% �� ��� �� ����� �����0��� ��� ���� ���� ��������� �� ����� ���

�������� �� ������ ����� ����� ������ ���� ����� ������ !��� ������

�� ���� �������� �� ������ ��� ������� �� ������� ��� �� ��� �����

������ � �� ����� !�� ����� �� �������� ��� ������ ��� ������ ��� ���

������� ���� ��� ���� ������� )������������ �� �� ���� �� ������

���������� � ��� ������ ������ ������� ������� 1�� ��� �����0��� � ��

���� ����� �� �� ������� �� ���������� ������� ����� �� ����� �� �����

!�� ��������� � ������ ��������� ������� �� �� ��������� ����� ��� ��

��� ����������� ���������� -����� ���� �� ��� � �������� ���������������

��� ���� ���� � 2������ ���������� ����� �� �������� ������� �����

�� ����� �� ���� ��� �� � ���������� !�� ���� ������ �� ������ �

�� �� ��� ������ �������

!�� ��� �� ��� ������ �������� �������� � ��� ���������� ��������� ������

� ������ ���� �� ������� ��� �� ������� ��� �������� !�� ���� ��� ��

��������� � ��� ��#� �������

��� ����������� � �������������� �� ������ ���������

����� ������� ��� ��������

!�� ��� �� ����� ���� ��� ������� ���� �� ��� ����� �� ���� ��������� �

'+3, �� 2��� �� %�� �� ��� ����� ���� -� ��� 4����� � 5�� 6�� �

7�� ��� ����� ��� ���� ����� ������� ���� ���� ���� ���� ������� ��� �����

�� �������� �� ������ � ��� � � �������� 4� ���� ������ � � ���

Page 51: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����������� �� �� � ���� �������� � �� ����� �� � ������ ��� ��

�� ��� ����� ������� ������ ����� �� ��� ��� �� ������ ����������

��� �������� ���� ������� ���������� �� �� ������� ����� ��� ����� �

��� ���������� � �� ���� ����� ���� ������� ��� � �! ����� ��

� "!#�� �� ��������� ���� ���� ����� � ����� ���� ���� ���� � � ��

������ $����� ����� ������ �� ��� � ������ ��������� � �� ������

����������� ��� ��������� ��� ���� ������������ � �����������

%����� �� ����� ��� ��� ������ &'(�������� ���� �� �� ������ ����

����� � ��������� ������ ��� ��� ��������� �� ��� ��� � ������� ��

����� ��� ��������� ���� ��� ������� �� &'(�������� �� ��� ���� ��

������ �� �����(���� ������ ���� ������� ��� �� ���� ���� �� ��

������� ��������� ��� �� ���� �������� ��� ���� ��� ������������ �

������������������ ��� ��)� �������� ��� �������� ���� ������� ��

�������� ��������� ������ �������� �� ������ ������ �� � �� ������

�������� ���������� �� �� ������ ���� ���� ��� ��� * �� ���� ��

���������� ��� ������������ �������� ��� �� ������� �� ��� ���� ���� ��

������� � ����� +(��� ���������� �� ���� ��������������

'������� � ����� �� ,- ����� �������������� ��� ���� ������ �

.������ '������� /��������� 0�� ����� �� 1������� ���� ��� �����

��������� �� ����� � � ���� ��� �� ����� ������ ��� ��� �� � �2! �� ������

���� ��� ��� �� ����� ��� � ���� �� ���� ��� � ��3� ������ ����

�� ����� ��������� �� �� ��������� �� �3� &� �� ���� � �� ���� *�� �����

������ �� *�� ����� ��� ���� � /���� � �� � ���� ���������� 45"!� "6!�

�� *! ��7 ��� ����������� ������ �� �� ����� ������� ��� ���� �� ����

�� ��� ��������� � ������ �� ������ � ���� ��� �� ���� ���� ��� �

������ ��� ���������� ��������� ���������� ��� ��� ������� �� ��

����� � �� ���� ������� ��������� �� �� ������

����� ��� �������� ����������

8����� ��������� ������ ���� ����� ����� ���� ���� ����� ��������

��� �� ���� �������� ����� ���� �� ��������� ����� �� ��� ��� ���

%�� ��������� ������ ������� ������� �� ����� �� ��� � �������� �����

���(��� �������� �� ����� ��� �� ���� ���� �������� �� � ��� ���

��� � ��� ���� � ����� ����� ���� ��� �� ���� ������ � �� ��� �� �

����� �� �������� ��� ����� �� ������ 9� � ������ ��� �������� ���

�� ������ �����:��� � �� ���� � ����� ���������� ��� �� ����� �

����(��� ������� ��� ���� ���������� ����� �� ;����� �� ���� �� ���

;�� ,��� ��������� ��� �� ������ ������� ��� ���� �� ���� ������

����� ���(��� �������������� ���� ������� �� ���� �� ������� &� ��� ��� �

������ ���� ��� � ��� ���� � ����� �������� � �� ���� �� �� ��� �

Page 52: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������� ��� �� ��� � ������ �� ��� ������ �� ��������� �������� �� � �������

���������� ����� ������� �� �������� ������ �� ������������� �� ��

����� ���� ���� ���� ���������� �� ��������������� ����� ������� ������

���� ���� ��� �������� ��� �������� �� ��� ������� � �������� �� � � ��� ����� ��

��� ����� !�� � � ��� ������ ���� �"�� � � ������� ����� ���� �� #$$ ����

��� �� ���� �� ���� ������� ������� ����� �� ������ #$����� %� ��� �������

��������� ������� # & ���������� �� ����'�����" #$� �������� ����� #$��� &

�� ������ �� ���� � ��� ������� ������� ��� � �� ��������� � (����)�����"� �����

���� ������ ���� ���" �� � ������ �������� �� ��� ��� �� ��� ��� �� �� ���"

�� ��� ��� )����������� �������� ��� ������ �� )����������� ������� �� �

���" �������� �� �����" ������� �� �" ��� � ������� ���������� �� ��� ������� �����

��� ��� ������� ������� �� ���� ��������� �� ���������������� ����� ��� ��� ��

���" ���� ���� ��� ���� � ��������" ����� �����" �� ���� �� ��� ���� ����

�� �������� �� ��� � �������� *'��������� ��� �� ����� �������� �� �� ���

���� �� � ������� ����� ���� ������� ����� ����� ������ �� ������ ����������

+���� %%,�

%� ��������� �������� ���" ���" ���� �� ���� �� ��� ������� ������� � ��� ��

�� ���� ���� �� ���� ���� � ���� �� ���� ����� ��� ��� �� ��� ������ ��� ����

���� -������� �� ��" �'��������� ������� ���� ��� ��������� �������� ��

������� �� �� ����� �"�"� ����� �� �� �������� �� ��� �� ��� ����������

������� ���� ��� ������� ������������� .�� ���� � ����� �� �� �� ���

��������� �� �������� � ������� ����� ������ ������� �" ������� ��������� ��

��� ��������� �)����� �� ��� ��� ��� ��������� ������ �� � �� ���� �� ��������

����� ��� ����� ��������� ������� ��� ������ (������ �� ��� ��� �������� ���

��� �� ���� ������ �� �� ��� �������� �� �� � ������� ����������� �����

���������� ��� ����������� ������� �� ������ ��� �������� �� ����������� !��

������ ��������� ���� ��� �� ��������� �� ������ ���� �� ��� ������� �����

��� ������ �� ����� ���� �� �� ���� ���� �� ������� /������ �� -�����

�� ����" �������� ��������� ���� �� ������ ���� ���� ������

0��� ��������� �"����� ���� �� ������������� ���� ���� ��� ����

������ ���� 1���" �� ���������� � ��� 2��������" (������� ������� ���

������ ��� �"���� ��� ������ �� ��� ����� ����� �� ������ ������� ���

�"����� ���� � ������� +3����� ����� .������� ����� 4���������� 0"����

��� ������������� %��� 5� ������ ����,� ���� ������ +# ��, ���� ��60�������

���� ��� �� ��)�������" ���� ��� ���� 7� ��������� ���� � ���� � ������� ���

��������" ���������� ����� �� ������������" ���� ��� ���� 7� ����� ������� ��

���� ��� �" �� �� ���������� ��������������� ������ ����� ����� �������� ������

������ �������� ���� ������� �� �� ��� ��������� �� #$�8 ���������������

������ ��� �� ��� ����� ����� � ��������� ����'������ ����� ���� �� ���

Page 53: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������ ����� ��� �� ����� ���� ����������� �� � �� ������ ��� � � �����

�������������� ������ �� ���� ��� �� ����� �� � � ������������

���� �� �� !� ������ �� ���� ����������� �� � ���� ��� ����������� �� � �

"��#������ �� !�����#����� $���% � � �� � ������� ���� ��� �&� '���� ����

������ �()* ��� )�* ��% �* '�% � �$+� � �� ��� ����'�,�� ���� � � ���� ������

� � �,�������� �� � ��� � �� �� �&��� �� ���� ��� �� -. ������ ������� � �

��������� ���� �������� �� ��� � '���� �� !�/� ������ � �� ���������� �� ����

���� �� ������� � ����� �� ���� �,��������� �� � � '������ ����� �����, ���� ��

� � ����� ��� ��������� �������%�� ��� ����� �� &�� �������� ��������� �������

��0�� ��� ������ ����������

1�� ��������� ������% ��� ��� '�������� �� � � ���������% �� ����

����������� �� ������� 2��������� ������% ����% !��������% ������� �� �� �����

�� & �� � �� �� ���'���� �������' � ���� ��������' � ���3��% ����� ����/

����� #��&���� ������ ������� �#� ���� �''��#�� �� �2�% ��� ��� �����������

������� ������ ������

� � ����� �� ���� ������ ����� � ���4����� ������ ������ &��� �������� �� 5������

�� ��� �� 677����� 3���� '���� ���� � ��#��� ���'�� ��� ���� �87* ��� &���

�������� �� � ���� � � �������� ����������� �� � &�� �������� &�� � �����/

����������% �� ���������% ��� ��4��� � �� ����� � �� � � ���� �� � � �������� ��

�������� �� � ��� �� ��������� ���4�����% &�� � ���� ���4����� �� .* $+� � �&�/

���������� ���� �� � � ������ ��� � � �������� &�� '��������� � � ���� &���

'�������� �� � ��� ������% ��'��������� ��'� �� � � ���������% ' ���% ���

��������� �� ��� '�,�� � � ��� ��� ������ � �� � � ����� ��� ���� #�����

���� �� ������ &�� � �'���� ��������� �� � � ����� �� � ���������

�� 677.% ������ �� ��� '�������� � '������% �� /����&��� ���4�����/������

���������� ��� ' ���� ��������� ����������� � #����� ���&��9 �������% �����

���� �� ������� ��������� ��� ������������ � ������������� �� ��#���� ���

���&��9�% &�� ���� �� �&��' � � ��������� �� ���� ������ ���� �** 9$+ ��

6 5$+� � �� ���������� �� ���� ���� �� ��#�������� � � �'���� '��'������ ��

������ ������ �� ����� �#��� ��#����������� �#� ���� '�������� ����� ����

��������� &�#����� �% 8(.% )66% ).7% ��� 7�8 ��������� � � �����'���� ������������

�������� ��� � � ��������� &�#����� � ��� � �� �� ���� �� ������� � �

��������� ������������� �����% �,�/% ��� ���,�/ ������% �,���� ����������% ���

&���� �������� :� � � �������� �� ���� �� ���� ����� �76� ���% � � ��� ������� ���

��� �� ������������

��� ��������� ���'����� �#� ����������� ���4�����/������ ������ �������

��#����� ������ ����� �#� ���� '�������� ����� '������'�� ��#��'�� �� ���

Page 54: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� � ������ ���� � ������� ��� ������ ������� �� ���� ����� �� �������

������� �� ������� �� ��� ��� � �� ���� � ���� ���!�� ���� "#$%% &'()

����� ���� �� ��� � *+% � ,$% �� ��� ��-�� �� ������ �� � ������ ��������

� ��� .� � � ��������� /!��� �����-���� ��� ������ �� ��������� ���0��

�0� ������ �� � ��1�� � �������� �� * ��� 2��� ��� ������ ���� -� � ��������

��� �� ��� �� ��� � ��� ������� ���� �0� ������� ����- �� �

���� ����� ���� �� 3!� �� ���� 4��-�� ��� ��� 0��� ���� ������ 0��� ����

������� �� 5���� �� ������ ��� ������������� �� ��� ������ � ��� �� ������ �

��� ��� ��� ���� ������� ������ ���� �� ��� 0���� � �������

. �����0 �� ��� ���� ������� � ������ �� ������ � ����� � ������� ���

����� ���� ������ �� ��������� � ��������- � � �� ���� �� 0�� �������

� ���������� .���� ���� ����� ������� ����� � ���-� ������� �� ����� �������

������� ���� ��� ������� ��� ���-�- �� ��������- ���� � �� �� ���� ��

6����0� �� ����� ������ �� �� ��� �1����� �� �� � 6���� "$$7!$$3)�

Page 55: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

� �����!�������"��������������#�������������

������ ��� � ����� ��� � ��� ���� �� �� � � ��� ��� ��� �� ���

�������� ��� �� �� ��� ��� � ����� ��� ��� �������� ��� � ��� �������� ��� ���

�������� ������ ������ ��� �� ���� �� �� � ������ � ��� ��� ���� �

������ �� ���� � ��� � ����� ����� �� ��������� ���� ��� ��� �� � ���� �

� �� �� �������� ��� �� �������� � �� ����� �� �� �������� ��

�� ����� ���� � �� �� ������ �� ��� ��� � ����� ��� �� � !�� �

���� �� �� � �� "# �� ���!"# ���� �� �� �������� ��� ������� �� ���� �

��� � ���� ��� ���� ��� �� � ��� ��� � ���� ��$����� �� ����

������� ���� � �� ��� ��� �������� ���������� �� ��� ���

�� ��� � �������� �� ���� ��� �� �� �� � ��� � � ����� �� � � ��

�� �� � �� ���������� � ������� ��� � �� � ����%� �� ������!��� �

�������� � ��� � �� � �������� � ��� �� ���� ������� ���� ����

�������� � ��� ��� ��� ������ �� ������ �� �� � �� � ����� �� �� ����

��� ��� �� �� �� �������� �� �� �� �������� � �� ��� �� ������� �� ��

������� &� �� ���� ����� ��� � �������� � ��� �� �� ��� ��� ����

� ������ � ������� �� �� �� ����� ���!��� �������� � � ��� '��� ��� ���

�� ������� �� ���� �������� ������ ������ ����� ���

�������� � � �� ������ �� ' �� � �� ������� �� ��� �������� � �� � ����

��� ��� �� ��� �� ������ � �� � �������� ������ ����� � �� �������

(� �� ��� ��� �� � ����� �� ����� ������ �������� � ���� � ���

��� �� �������� ������ �� �� ��� �������� ������ ����� � ��� ��

�� �������� � ��� ��� ��������!���� � ������ � ������� ����

��� ������� �� � ������ ������ ��

� ��� �� �� ��������� ��� �� ���� ���� � �� ����� ��� �� ��

�������� � ��� ��� �� ���� ������ � ���� �� �� ������ � � �� ��� ��

��� � �������� �� �� �� �������� � �� �� �� ����� � ��� � �� ���� �

���� �� ��� ������ ������ � ���� )%�� � � �� $������ � � ��� � ��� �%���

����� �� � �������� ��� �� �� � �� �������� �� � ��� �$� �� � ���� � ���

������ �� �� �� ������� ���� � �� ������� ����� � � �� ��� ������

������ �� ��� � ������� �� �� �� �������� � �� ������� ��������� �� �

��� ������������ �� � ��� ��� �� �� ����� � ���� �� �� ��� ��

�������� � �� ��������� �� � � � �� *�� ����� ��� ���� � �� ��

����� �������� ��� ��� � �� ��� ����� ������ �������� ����� � ���� ��

�������� �� ��� ������ � �� �� ������ �� � � � � � ���� �� �

�������� � � ��� �� � ��� ��� � ������ ��� �� ��� ��� ��� �� �� ��

Page 56: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������������ ���� �� ������ �������� � �� �������� ��� ������

��������� � ���� ����� �������� �� ��� ������� � ������

����� ������ �

�������� ���� �� � ����� �� ��������� ����� � ��� ������� ��������� ����

�� ��� ���� ����� �� � !�� ����������� ��������� �� ������ ������"�

���������� �� �������������� ���� "�������� ��� ���� ���� �� ���

������ #��� ����� �� $� �������� ��"� � ����� �������� ���� �� �����

�%% � #��� &���� ���$ �� � ����� �� ��� ����� �� ����� ��"������� ��

�� ����� �'% �� !�� ����������� � ������������ �� � ����������� �����

��� ��� ��"������ ���� �� ����� �'% �� (%% �� &�������� ��������� ��

����� "�������� ��"� ��� ��������� ��� �������� ������� � � ��������

������ ���� �� �������������� ���"��"� #)�*$ ���� ��� � ������

���� ���������� �� �������������� ��� ����� �� �������� ���� +� ������

�� � �,���� �� ��"���� �������� ������� �� ���� �� ����� �� ���������

!�� ���� ������ ����� �����"�� ��� �*! ��� ������� ��� ������ -����

..' ��� ����������� �������� �� ������� ������ &�� ��� ������� �����"���

��"� ��� ������ ��� /��� &����� 0��� �� ���� ������� 1���������

������� � ����"�� ��������� ��� � ��������� �� �������,��� ���� �

���� �������"� ��� ����� ����

N

NH

NH

N

N

NH

NH

N

������ � ��� ��� ����� �� ��� ��������� ��� ������� �����������

������������� ��� ���������� ������� �� ���� ��� �������� �� ����� ���

������ ���� �� ��� ������� ����� �� ������� �� � ������ �����

Page 57: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

N

OH

O O ON

NN

N

Lu

OAc

AcO

O O O

OCH3

OCH3

OH

NH2CH2

CCH2

O

CH2

COOH

R2 = (CH2)2CO2CH3

R1 = CO2Me

(CH2)2CO2Hor

Lu-tex

ALA

PpIX

BPD-MA

NH

NH

NH

N

R1R1

CH3 CH3

R2

CH3

R2CH3

N

N

N

N

N

N

N

N

SO3

SO3

AlOH

AlS2Pc

CO2-CH2-CH3

N

N

N

N

SnCl2

SnET2

N

NH

NH

N

CO

NH

CH-CO2H

CH2

CO2H

CH2

CO2H

CO2H

CH2CH3

MACE

N

NH

NH

NHOOC

HOOC

NHN

NNH

OH

OH

OH

OH

mTHPC

������ � ��� ���� �� ���� ����� �� ���� ���� ���� ���� ���

����������� ������� ��� ������� �� � ��������������� ��� ���� ����

��� ���� �������������� � ��� �� !" �������������� !� ��#�$"

��������� �����%������� ������� &�'(�" )��*���������� ����������

����� �� ���� �� (�$+" ������������ ������ ��� ,�+�" ���

������������� ��,�� " ������������� ��������� ������� ������� ����%"

�������� ��%��������

Page 58: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������ �� �� ������� ������� ��� ���� ���� ����� ������� ������������� ��

������ ��� ����� � !��� � ���� ����������"��# �� ������ � ����

����������"���� ���� �� �������"�� !���� �� �� � $� �!��� ������������

���# %�� ��������� �$ ��� ��� ���� !� � ��������� �� ���� ���� ��

������ &#'#

����� ������

(� ����� ��� ������� ����������� � � ��� �� ���� ��� � ���� �� �� ����� �

����� ��� ������� � � ���� � ��� �)����� &�*�# +�� ��,�� ��$$������ �!��� ��

!� ������ �� �� �� ����� ���� �� ������� � ������� ���- �� �� ��� ��� �$

�� ������� �.&/�0// ���� !���� ����� �� �������� � ����� �� ���#��� +��

!� �-��!� ��� �� �$ ��� ����� �$ �� ��� �� �� �� ������ # 1����� �� �����

���� ��� ���������� �� ����� � ����������"��� $�� ��%# +�� �$ �� ���

����� �$ � ����������"��� ������ �� $�� �� � ������ �����2������ �� ����

��%3�(� )������# 4�� �� ���� ��� ��� ����� ������ $�� � �������$�

������ �� ��� ����� �$ �������� �!�� ��� $�� ����$���#��� ������ ��

�%3�( �� ���������� � ����� ��� � $�� ���� ��� ���- ������#

4��"���������� ������������������ ���� � �4���5�� ��� ������ �� ����� �

������������ � ����� �� ����� �������"�� $��� �������������#��� � ��� �

����� � ������� ��2���� � .6/ ��� ��� � ���� � $ ���������� ���- �

0// ��#��� %�� ������ ���� �� ������ ���- ��� � ��� ������� � 7 ����� ���

��,������ ��� �/�./8 ������� �$�� &� �����#��� 4���5� ��� ������ ���

������ �� �� ������ �$ ������ ��� ���� � ������������ !���� �� � ������

����� �$ ������� �� � ��� � ���� �# 9�� ��%� �� ��-� ����� � �$ �� ����� ���

� � ���� !���� ������ � �� ���� ���� ����� �����#

(� ���� �� �� � �������� ������� $��� �� ������ ��# %�� � ������� ������� ��

���� �� � �� �$ ���������������� !�� � 1��� ��� � &// �� ��� ���� ��

$��� :� ���� ������� $��� �// � .0/ ��# %�� $ ���������� ������� �������

�� � ��� ���-� !���� �� ������ � � �� .0/ ��# ;������ ����������� ��� �����

������������� �� ���� �� �5�(<� =��.� ��� ��������� �� ���� �� ���(<��

���� ��� ���� $�� ��%� � ��� �� !� �� � ���# =��. �� ���������� � ����� ��� �

�� >���� $�� ������ �$ ���� ������� ��� ������#���

?� ������ �� ���� ������"�� �� �� ����������� �1�<%'� ��� ����# %��� ���� �� ��

����� �� � ����� ��� $�� �������� ������� ���� ������ ��� @�����A�

�������#��� %�� !��� ���� ���� $�� ��% !�� 1�<%' �� ������ ../ ��# 1���

��� ��� !�� ����������"���� ��� �� ���� ����� �$�� ������ ���� ���

�������#

Page 59: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� �������� � ��

����������� � ��� � � ���� � ��� ��� � � ���� � ��� ������ ������ �� ����

��� �������� ������� �� �� ���������� �� ���� � � ��� � ����� � �� �� �� �

��� � ���� � ���� !"#$%"�$ ��&� �� ���������� �� �� '( �� ��� ���� �� ��

�� ���� �� ���� � ������� �� � ��� � ���� ��� ������ ��������� �� ����� � �

�� ���� )������ � ����� � �� �� ����� #$$ ���

�� ���� ��� � �� ����������� � �� � ��� � �� ��� ���� *������ �������

� ��� ���� �� � � ��� ���� �� ��� �������� �� �� ���� ������� � ��

��� �� � ��� ��� ��� �� �� ����� � � ������� � � � �� ����� � � � � ��

�� ����� � ��� ��� � �� �� �� ��������� � ����� �� � ����� ����� � �� ������

!+��& ���� ���� ������ ��������� ������� ���� � ������������ � � ��� � ���

!,��& ���� ������� �� � ���� ��� �� - �� �� �� ��� � ��������� �� �

���� � ��� ����� �� �� �� ������������� ,�� ����������� ��

�������� �� ��� �� ���� �� ������������ �� ���� �������� ������ !-.�& � ����� ��

� ��� �%������ � ������������ ����������� �

����� ��������� �

� )������� �� � � � ���� �� ��������%��� ������ ������ ��� ��������� �� ��

)��� ������� ������� �� ���� ���� ) ���� � ��� ������� �� �

������ � ��� � ���� �������� � �� �� �� � ��%������ � #/$%##$ ��� .�

� ������� �� ���� ����� �� ��� ���� � )������ !0�%� )� 0'�123&� ��

���������� �� ���� �� 0�%� ) )������ � ����� � �� �� 4#$%45$ ��� � � ��� ��

�� ���� ��� �� ���� � ������ � �� �� ����� #/$ ������ �� ����%��� � ����

���������� � �� ������ �� �� ��� �� �� ���� � � ������ � �� �� ��� ��

� � ������� �� ����� �� �� � ��� � ������ ��� ������� �� ��� ���� � �� �� ��

�� ��� �� �� ���� �� � ������ ��� �� � �������� *���� ���� � �� ��� ���

� � � ���� �� � ����� � � ��� ��� ��������� ������� � ���� ������ ����� ����

����� ������� � ������� � �� ��������

+� � ����� ���� � � � ��� ����� ���� � ��� � ���� ����� �� � ��������

��� � �� ������ ������ �� ��� �6�� �� �������� ���� � �� � ����� ����

��� �� �� � �������� � � ����� � � !�& ��� �� �� ����� � �)� �

� � ������ ��� 78 ���9 � � ���� ��� �� ��� � 7�: ���9 �� �� ���� ������

��� � ���� � 7��9� � � ���� � ������ � �� �������� 789� +� )�� ����� ��� � ��

� ��� �� � ������� �������� � ��

� � �� ��;�<� ;$ �� �

� �� !4�;&

Page 60: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� �� ��� ���� � ��� ���� � ��� ��� �� �� ���� ���� ��� ���������� ���

���������� ������� �� �� ���� ��������� � ���� ��� � ��� � ����� !"�

��� ��������� ���� ����

#�� �� ��� ���� �����$ ��� ������� �� � �� � �� � ��� � ��� �� %#� ���

���������� ����� ��� ��� ���� ���� ��������� � �� ��� ��������� � ��� ���!

���� �!�� ������� � � � &'(')� *��� '(' � ��� � ������ �� � � �� � ����$ �

��+�� ���� � � �� � �� � ���� �� ���� ���$ ����� ��� ����!���$ ����� � � ��

�� �������� �� ��� ���������� ��� ���������� ���� �� �� �������

������������ � ,- &%�,-)� .��� �� �� ��� ������� � � ���� ���� ���� ���� ��

���� ��������� � ����� �� �� ������� � ������$ ��� � ���� ������ ����!+�����

'������ � "/0�$ 1��� � �� ��� ����� ����� ��� �������+ ��� � �� ��� �!��������

'(' � ������ ��� ������������ ,� "/23$ �� + ��� (��� ���� '('! ����� %�,-

��� ��������

������

����

����

�����

�����

��

���� �����

���

�����

����

�����

��

����

��

����

�� �� ��� �� ��� �� �� �

�� ��� �� ��� �� ���

���� �� ��� �

�� �� ��� �� ���

������ �� ��� ��� ��� ���� ��

�� ��� �� ��� ��� ��� ��� �� �����

����� �� ��� ��� ��� ��� �� ������

�!�"#��$% �!�" #�$% �!�" #��$

����&

'()�� �� ��*+*��,-. (� (/0 ��*+* ��1. (� �2*��2+.�- *" -*1�

��*+*-�/-.+.3�2- ��4 -./5��+ *6,5�/ ,.��0% ����4 7(8���/5+� 9-�0 "*2

� '% �4 -./5��+ *6,5�/ 5�/�2(+.*/ 2(+� (+ ����% ���� ��4 1(./

"�9*2�- �/ � �6 .+(+.*/ (/0 �1.--.*/ 7(8���/5+�-� 2�-�� +.8��,% ��4

"�9*2�- �/ � :9(/+91 ,.��0� ��4 �(�1(+*�*2��,2./% �� 4 �(�1(+*�

�*2��,2./ 0�2.8(+.8�% ����4 �2*+*�*2��,2./ ��% ��4 ��*+*"2./% ������4

��*2./ ��% ���&4 1*/*�(-�(2+,� ��*2./ ��% �� ���4 )�/3*�*2��,2./

0�2.8(+.8� 1*/*( .0 2./5 �% ����� 4 +�+2(�-9���*/(+�0 (�91./.91

��+�(�* ,(/./�

Page 61: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� �� �� ��� �� ��������� �� ��� ����� ���� �� � ������ ��� ������ �� ����

��������� ��������� �� ������ �� ������ ��� ������ �� �� �� ��� ��� �������

��� �� � �� ��� ���� ��� ����� ���� ��������� ������ ��� �� ������� ���

���� ��� �� �� �� � ���� ������ �� �� ���� �� ������ ���� ��� ������� ����

��� �� �!����� �� � � ��������� ����� �� �� �� ������ �� !� �������

�� � �������� "������ ��� ������� ��������� ��� � � �� �������� ������� ��� ��

��� ��������� �� ����� ��������� ��� ������ � ��� ��!�� ��� ����� ������� �� ���

�� �##$ ��� �##%�������� &��� ����� ��� �'���������� ��� ������ ���� �� �� ��

����� �'������������ � ������� � ��� ���!�� �� ����� ��!�� ��� �� ��� �������

��� � (� ����� ��� ��� � ��������� ���� ���)�� ���� ���� �� �##�� ��� � ���

��������� �� � ������� !� � �� ��� *�� �� ��� �� ������

� ��������� �!� �� ��� � � ��������� ������� �������� (� � � ���� �������

�����)��� ���� � ������� ������ ��� ��� ��������������� ��� �� (� ��� ��� � ���

�� ��� ���� !�� ������� ������� ��� � ��������� ������ ���� ������ ���

����� ������� �� �� �� � ��� � ��� ��������� �� ���� ������� ���

������������ �� ���� ���� ��(+ ����� ��� ����� �� ��� ������ ����������� �� ���

�������� ��������� ��� �� ������ ����� !�� ��� �� � ����������� � ���� ���

���� ��� � �� ��� ���������� (� �� !��� ���� ���� ������!��������

������� �� �� ������ ��������� ��� �� ��� ����� ��� �� ��� �������� � ����

��� � �� ��� ��������� ������ ������ ,���� ��� ����������� � � �������� ��

�� � � ������ ��� ��� �� ���������� ������������ � � �� ���� � ����� �

���������� �� ��(+ ���� ���� �� ��������� ��� ������ ��� � � ����������

������� ���� ��� ��� �� ��� ��������� ����� ������� �� ������� ����� �� ��� ���

� ��� ���� !������ ��� ��� ���� �������� �������� -�� ������� �� ��� �

���� ��� ��� ����� � � ����� �������� �� ������ �� �� ����� �� ����������� ��

��� ��� ��� �� ������� ����� � ���������� �� ��(+� ��(+ �'��!�� �

����� ��� ������ ��� ���� �'���� �� �� &���� !��� .�����'������� /�$ ��0�

�� ������ ��� ������ � ����)������� ���� � ��1�� ���� �� �!��� �23 ��� ���

� ������ ���� �� �����'������� 4$3 ��� �� ����� ����� +(()+(((� �� �! �������

���� �� ��� ��� �� ������� ������ � �� �!��� �23 �� ���� �� �� �� �� �����

�������

,� � �� ��� ���� �� ������ ��� ������ �� ��� ����������� ������� ��� �����

�� ��� ��� � ���� !� !� �� �� ������ ���������� �� ��� ��� �� � �������� ���

��������� �� ���)�������� ��� ���������� � ��� �� � ���� �� ������ � ��

����� ����� �� ������ � -�� � �� ���� �� � �� ��������� �! ����� � ������ ����

��� ��'���� �� � ���� �� �� �� �'� � (� �� !� ���� ���� ����� ���� ��� ������� ��

��������� �� ������ ���������� ����� ��� � ���� ����� �� ��� ���� -��

������ ��� �� � �������� � �� � �� �!�� �� �� � ��� ���� �� � ��� �� �� ���

������� ��� ������!�� ������ ��� ����� �� ��� ������ ���� �� ����������

���� � ������ ����� ��� �� � �� ��� ����� �� ������ � ������ ������ ��� �� ���

Page 62: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� � �� � �������� � �� ����� �������� �� ���� �� �� � �� �� ��

��� ��� �� ��������� ���� ���� �� ��� ��� ���� ��� ��! �� ��"� �������� �� �

���� ����� ����

����� ������� ��� � ��� ����� � ��

� ���� ��������� � ��� �� �� �� � ���������� �� #$#% ��"��� &�'(� � ����

����� ��� �� � � �� ��� &) �� ��"��������� ����� ��� ��� ������ �� ��

��� � ����� ��� *������ ����� ��� ��� ��� ���� ��������� �� � �� �� ��� ���

� �� ����"�� ����� ������ � �� ����� ��� � ����� ��� +� ��� "��� �����% ��"���

��"��������� �� ����� ���� �� �������� ��� �� �� &�'( � ����� ���� ���� �����

�� �� �� � ������ �� ��� ��� ���� ��� �� �� #$# �&���� (''�� � � ���

����"������� ���� ��������� �� �� �� �� ���� ��� ��! �� �� "��� �� � ����������

,�� ��"��������� ������ ��� ���� ��������� ���! ��"�! ��� � � �"�� ����� ��

���� ��� ��� � ������"� � ���� �� �� ���� ����� ���� ����� ����� �� ����

����� ��� ��� #� ��� ����� ��! �� ��"��������� ��� �������� � ����� ���� ��

��� �� ��� �� ��-����� ������ �� �� '� ��� ��"�� ��� �� &�'( ��"���������

������ ��� �"� ������ ���� �� ��� ���"��� ��� ��� �� �������� �� �"���� � ��

����� '� �� ��� ��� ���� ����! �� ��"��������� ����� � �� ���� ��� ��� ���

��� �� ��� ������ �� �! �������� �� ���� � ��� �� �� ����� � ���"���� � �

����� �"��"�%��%������ ��� � ��� ��� �� ��� ���� "��������! �� �" ��"� � ��

������ �� � �� �� ���� ��� �"� ." ���� ��� �� ���� ����� �� �� ����� ���

� �� ��� ��� � ��������� � � �� ���"��� ��������� �� ��� �� ���! �� ��"� �� ��

�������� ��� �� �� &�'( ������ �� ������ � ��� � ����� ������

�� �"�� ����� �� ���������! � ��� ��� �� ����"������� ��� ��." ���� #� � �

� ��! �� &�'( ��"��������� �� ��� � ��������� /�� �� ��� ��� ��� �� ������

� ��"� ������������ ������ ������ �� ���� ����� ��� � ��������� �� ����

�������� ���� ��������� ��� � �� ���� �"������� �� "�� �� ����� ������ 0�� &�'(

��� ������ ��"� ��� �� ��� ���

1� � ������ ���"� �� ��� ����! �� ������ �� �" ��"� �� &�'( ��� ����� �����

�&���� ('''�� �� ���� ��� ����! �� ��"��������� ������ ��� ���� ��������� ����

�� �� �� �� ���� ��� �� �� #$#! ��� ���� ����� ������ ��� ����� &) �� � �"��

����� �� ���"�"��� ���� /����� &)! � ����� � ����� �� &�'( ��"�� �� ��"�� ����

� ������ �� ���� �� � ������� �"��"�%��%������ ��� � ��� ��"�� �� ��

������ ������ ���23� "��������! �� ���"��� �� �� ��"��������� ����� ��� ���

���� ���������� � � �� ��������� �"������ � �����"� �� ��� ��� �� ��� ��

����� �� &�'( �� �� �� �� ���� �� �� ��� �� ���"�� �� ��������� �� �"� ��

��������� ��"�� �� "��� �� ���� �� �� �� � ��� ���"��� ��� ���! ������! �

�������� ��� �"���� � �� ��� ��� ��� ���������� ������� �� �� �� ���������

Page 63: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� � ����� ��������� ������� � �� �� ��� � �������� ����� � �� ���

������������ � ���� �����

Page 64: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

Page 65: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

$� %�����&�����������&

� ������� �� �������� �� � ��� ���� �������� ��������� ����� ����� ��

���������� � ����� ����������� ���� ��� �� �������� �� ����� �������� �� ��

������� �� ������ ���� � ��� �� � ����� ��� ����� ����� ���! ���� ���

���� ���� ������ �� �������� �" �"��� ��� ������#"� ������ �� ��� �����������

�� ����� �� �������$ � ������������%��! �����! �� ������ � ������������%�� �� �

���� ������ ���� �� � �������� �� ��� ��! �� ���� ���" "����� �� � ������

����� �� ������ ����"�� ����� � ������� �� �! ������� �� ��� ������������%���

����� ����� "��! ��� ���� �� �������� ���� ���&����%��� ��������! "�"��� ����� ��

��� �� ���������� ������� � �������� �������� �� �������� ����� ��"�� �� ���

�������� �� ����� �� ������������%��! ������ �� ����� ���� ����"������

������� �� ������ ������ � �" ��� �� ��������� �� ���� �� �����

����������� ����� ��� ��������� '���� ������������%��� ���� ��� ����������

���" "���� �� �������� ����"� ��� �� "����%�! ��� ����� ��� ���� ���� �� ���������

���� �� � ����� �� ��� �(����� ��� �� ����"� �� ��������� ��� ������� �� ���������

����! �� ��� ���� ��� ����� ��� ��! �� ��� ��� ����� ��� ��� ��� ��������

��#"��� �� �����������! ������ ���� ��� ����� ��� ���� �� ����� ����������! ��

��� ��� �� ������� �� "��� ��� �" ��� �� �� ��� )�������! ��� ���� ��

������ �� �� ��� ��� �� ��%���"� ������� �� �������� �� ����� ����������

��� �(�� ���������� �� ��� �� ��� ����������� �� ��� ����� ��� ����� �� ��

�������� ������ ������������%���! ����������� ���� ����� �� �"��������� ��������

*�� ������� �������! ������������ ����� ������ �� ��������! �������� �������

������� �� ��� ��������� ���� ��������� �� ���� ��������������� ��������� ����

������� ������������%����

+����"� ������� �� ��� �� �������� �� ���� ������� ��� ��� � ������� ���� ��

�������� �� ����� ,-! ����� ������� �� � ����� --- �������� �����! �� ������ ����

����� ��� ����� ���� ����"���� ��� ��� ����� ��� �� ����� ���� ������� �� ��

��� ����� .����&��"�� ��"��������� ���"�� ���� �� �����&������� ����"����

� ����� ���� ������ � �� ���������� ���� ���� ��" �� ���� �� ������ ���

�"��"� �� ��� �������%�� �� ��� ��"��� �� ������� ������� ,--&,-+ � ���� ���

���� ������� �� �� ��� �� ��� ��� ������� ��������� ���� ���! �� ���

����������� �� ����� ,� *"����� ���! � �� ������� ��� �� ������� �

������"�"� ���� ����� ������! �� �����"� �"��� �"���� ���� ��! "���� ���

���������� ����������� ������ -, � ����� +-- ������� ��! �������! ��� ����� �.�&

��� ����� ��� "���� � ��������� ����� ��� �����! � ������ ����� �� �// � �

Page 66: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� �����

����� �� ��� �� �� ��� ��������� �� ����� ����� ���� ������� ����� ��

������ ������ ��� ������ ��� ��������� ������ �� ��� � �� ��� ����� ����� �

��� ������ ������������� �� ������ � �!�� �� �� �� �� ����� ���������

������� ������� ��� ��� �������������� "� � #$$$ ���� ���� ��� %����

������ ��� ������������� � �����&��� �!�� �� �� ��� �� ����� ���� ������� ��

� �� � ��� ��� ���������� �� ������� �� ��� ���� '(�� ���� ��� ���� ������� ����

�� ������������ ���� ������������ ��� ��� � �!�� �� �� ��&�������� � ��

��������� ������� ��� ���������� ) ���� ��� '*�� ���� ��� ������������ ���������

���� � ������� ���� ��� )���� �������� +��� ,���� � ��� �� ��� ���

��������� ���������� �� '(*# �� �� �� ���� ��� � �� ��� ����� �� ��� ���������

�� ������! ��������� �� ������ �� � � ��� ����� �� ��� �� ����������

��������� ���� � ����� ��� �� ��� ��������� �� ����� ������ -��� � ��� ���.�� �

���� ��� ����� �� �� ������� ��� +��� ����� �� '*$#�

/�� � �� �!����� ������������� �� ������� ��� �������� �� ������������

�� ������� ������� �� �����0 ����� ��� �� �������� -'1$$ 2�.���� 3����

�������� ���������� �� ��� � �� ������� -� ���� �����. ������� ���� ���

��� �� ������� �������� ���� �� ��� ��� �������������� �� ���������� ����

/�� �������� �� ������� ���� ������� ������ ��� ������ ����� ���� �� ��

��� ��������� �� �������� ��� �� ��� '4�� ���� �� ")� �� '*51� ������� ���

��������� � 67&" ��������� -#4$&1$$ ��.� ���� �� �� �� � ��������� �� ���

��������� �� ������� , ����� ����������� �� ���� ��� ��������� ��������

-867". ��������� ��� ��� ��������� �� ������� ��������� ��� � � ���� ��

��� ����������

2� ��� ��� �� ��� '*�� ���� ��� ��� ���� ��������� ������������ ���� ��������� ��

������������� ��������� "� ��������� ������� �� ���� � 9��� :��� �

� ���� �� 3����� ��� /�������� �� ; ����� ���� ������������ ��� ��!��

��������� �� ��������� � ���� ��� ����������� �� ��� �������� ����� 3� �� �� ����

��� ��!����� ������ ������������ ���� ��� ������ ����� ������ , ����� �!��������

��������� ���� �������� ��� ����� �������� ��� ��!������ ����� �������� �� �����

����� ���� ��� ��!��� :�� ����� ��� ���� ��� <������� ��������= �� ���

�� �������� �� �������� ��� ��� ��!������ ��� �������� ���� �� �� ��� ��� �����

������ � ��� ���� �� �� ��� �� �������� ���� �� ������� 3� ��� ��������� ���

� �� �� ������� ����� � ������� ��� ����� �� �������������� /�� ���� ��

:�� �� ����� ����� ���� � ��� /��������� 3� �� �� ���� �!���� �� ��> ����

��� ����������������� ��� ������ ��� ���� ������������ ������� �� ������ ���

������������� ;�������� ��� /�������� �� ��� ���� ������� �� � 8)/ ��

�������� 3� ������� ���� ������� ���� ��� � �� � ��� ���� � �

Page 67: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������������ �� ��� �� �� � ��� ���� �� � ���� ���������� ��� ������ ����

��� �������� ���� � ����� �� ������� ����� �� ��������� ��� ���������

��� ����������� ��������� �� �������������� ���� ��������� ��� !�

"����� ��� ��� �������� � ��������� �� ��� !���� ����� �� �!������

�������� �� ������� ���� #�� ����� ����� $����%&��� ������ ���

����������� ��������� �� �������������� ����� '���� ������ ��� ���

�������� (���� � ��� ����� �� ������� �� ����� ������ �� �� ������ ��

��� ���� �)����� ����� �� ������ ����������� ��� ���� ��� ��� ������

* ��� ����� !����� ��� ��� ����� ���� ����� ���� ��� ��'�� �������

+,�� #����� +������ �!������ ��������� ����������� �)��������

������� �������� ��� � -���.� ���� �� �������� ���� ��������

���������� ���������� ����������� /������ (���� �� &���� ���� ��� ����

������ � ���������� ���� ����� �������������� � ����������� ����

��������� ��� �������� ������ ���� ������� �� ����� ���� ������ �

����� ���� ���� ��������� !� ��� /���� -���� -��� ��� ���� �������

��������� ������� ������ � ���������� �� ������ �� ��������� #��� ��

������ ��������� ��� �������� ������ �� � �� �������� ��� ��� ��

�������������� ��� ����� ������� #������ ������ ������� ��� ������%

������� ��������� �� �������������� � ������ �� ���������� ���

���������� ������ �� ����� �������������� ��� ����� * � ������� �� �����

��� �)���� /������� �� ��� ���� ���� ������ ������� ���������

�������������� �������� 0"�,1 ��� ������� �����%������� ���������� ���

���� ��� �� "�, ��� �������� �� � ������ ������ � ����� ��� ��������

���� !� 2��� �� ��� ��� ������� � �������� !����� ������� ��� ��������

����������� * ���3 ,���� �� ��� �������� � �������� ��������� � "�,%

������� �)�������� ����� ��� �� ����� ����� ����� ,�������� �� ��� ���� ���

���� �� ���� ��� ���� ����� �� ������ ������� "�,%������� ���� ��

������ 4���� �� ��� ������ ��� �������� "�, ������ ������ �� ���%

������ !������ ����� �� �������� � �� ���� ������� ��� +,����� ��� ����

��������� ���� ����� ���� ��������� ��� !� ,�������� �� ������ ����

�������� � �������� �� ������ ������� ��� �� ��5 �������� �� ��!��������

������ ����� 36 ������ ��� "�, �� � ������� )�� ��� ����� ���

�)� ��'�� ���� ��� ����� +,� ��� ��� �������� �� (2(� 4���� �� ���

�������� � ��� ���� ����� ��� �� ������ (2( ��� �������� �� ��

�������� ���� �� ���3�������� /�� ��� (2(%+,� ��� !�� ���� �

����� ��!�� �� ����� ��������� �� ������ ������� ( ����� �� ��� �����

�������� ��� ��� �������� ������� �� !� ���� 7��� 0�5�1� $��� �������

������ �� ��� ������ �� +,� �� !� ���� ���������������

Page 68: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� �������� �� ������ ������� � ������ ���� ���������� ������ �������� ���������������

��� �� ����������� �������� �� ��� ������ ��� ���������� �������� � ���

����� �� ������ �� ��� �������� � ������� ��� �������� ����������� ���� �����

�� ��� ��� � � �!������� "�#$ � ���������������� %��� � ��� ���������� �����

�������� ��� �� �������� �� ����� ����������������� &��� ����� ����

��������� � ���� �'( � �� ������� �� "�#$� ��� �������� ���� �� ������� ��

��� ���� ������� ������� ���� )*�+� ��� ����� ��� ,!���� -�� ����� ��� ��������

�� �� ���� ����� �� ��� ������ ������� ���� )��+� ���� �����!����� �������� ��

����! ��������� ��� ����� �� ���� ����� ����� ��� �� ��� ��� ������

��������� ��� ������ � �� �� ����� ��� ��� � *�� ���������� ��� �������

�������� ��� �������� �� ��� ������� ������ ���� )*�+ �� ��� ����! ��������

�����!����� ��������� ��� ���������� �� ���� �������� �� ���� ������ ��

��������� ���� �� ���� )� ��� ����� � �����������+ �� ���� ���� ����������

�� ��� ���������� ���� ����������� ��������� ��� �������� �������� �� ".� ��

������� ���� ��� ������ ��������� �� ��� ����� � ��� �������� #� ���� #

��������� ��� ������ � ��� ������� ���������� �� ���� ����� �� ������ ������� ��

�������� ���� �� �� �������� ���������� � ���� ## ������� �� ������� �����

��� ������ ������ � ��� ���������� �� ���� ����� �� ������ ��������� ��������

��� �� ��� ������� ������ ���� )����+ �� ��� � ��� ���� ������� ������� ���� ����

*������ ������ �� ���� �������� �� ��� � � ��������� ������ �� �� �����

��������� ���� � ��������� ������� ����� �� �������������� ��� �� �����

������� � ������� ������ �� ��������� ������ �� ���� ������� �� �� � ��� �����

� /�/0 1� ������������� �� �� ���� � ���� /�/0!/�/2 1����� ����� ��� ����

��� ������������� ��� ��� ��� ���������� ���������� � ��� ���������� ��

������� �� ��� ���� 3������ � ����� ��� ���� � ������ ������ ��� � �������

��� � ���� ��������� ���� �� ������ ��������� �� ������� (�(�'�

��� ������������ �� ������������ �������&��� ��� ������� ��������������� ������� ���� ��� ��� ������ ������ �� ���

�������� ��������� ����� �� ������ �� ��� ������ ���� �� �� ��� �� �������

������� ����� ���������� ��� ��������������� ���� ��� �� �������� �� ��� �������

�������������� ��� �� �� ������� �� �������� �� ��� ������ ������������ ����

������� �� ����� ������������� �� ��������������� &��� "�#$ ��

������������ ������ ".�� ��� ����������� ��3 �� �� �������� � ����

�4/ ���� )"���� $##!$###+� ��� ������������� ����������� �� ���� �����������

�� �������� �� �� � ������� ����������� �� �� ��� �������� �� ��

������������ �� ��� �� �� � ��� ����������������� 5�� � ��� 6�� ��������

�� �������������������� ����� �� ���� ���������������� ��� ��� ����������

������������������� 7���� �������� �� �� ��������� ������ ��������� � ����

�4/ ��������� ����� �� ����� �� � �������� �� ������� ��������� � ���� ���������

Page 69: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�� ��� �������� � ����������� ��� ����������� �� ��� ������������ ��

���������� ���� ������� ����� !!" !!!#� !� �� ����� ��� ��� �����������

��������$ �� ��� ������������ �� �%& ��# ��� ��� ������� �� ���$ '��� ()

�� ��� ����������� ��������$ �� ��! �� �*+ ��# ��� �� ��� �������� � ���

����� �������� '������ ��� ����� �� ������������ �� ��! � ��� ��� ��

��� �������� ����" ��''�$ ���� �� ��� ������������ � ����������$ '������

�$ ����� ���$ ����� � �*+ ���

��� ����� �� ����� ���� ����� ����� ���� �� ���������$ ��" � �����'�� '���" ��� ����

����� ��� ���� �� �� ��� ,��� �����$" ��� '�������� ������ �� ��� �� �����

-������� $�. �/0 �� '��� �����# �� ���������� !� �� ��� ����� ��� �����

������� $�" �� ��� ��� ��� ��� ��� ���" ��� �������'�� �� ��� �$����

������� '$ ��� ������ 1����� ���2��" ��� ��� �� �����3 �4��������" ���

������� $� ��� ����� �� ������� �� ���������$ �� �������4�

5����6�����$" �� ��������� ��� ��� �� �� ���� � ����7 �� ����� �� �4����� ����

�� �� ��� ��� ��������� 8�" �� ����� ���� �������" ������ �� ������

����� ���� ����� �� ������� ������ ��� ���� ��� ��������" ������"

��������� �� ��� ����� ��������" � ��� ����� ����� ������� �� � � ���� !� ��

��� ����� ,��� ��� ������� ���� ��� '���� ���� �� ��� �� ������ 9���� ����"

���'� �� �������� ����� ������ ��� '��� ���� �� ������� �� �4��������

���� :��� ���� �� ������� ����� ������ ���������� �������������� ����� $�"

���������� ��'��" �� � � ����������� ����#" �������� ������ � ����������

��� �����" � '���� �����

����� �����

���� ��� '��� ��������� �� '� ���� ��� ����� ������" '����� �� ���� '��

�� ������ 6�������� ��� �������������$ �� ��� ����� ��'��� ��� ������ �� '�

�������� �� � '������� '�� �� ��� ������������2� � ��������� ���� ����

������ ���������� ����" ��� �$�������� �������" ������� '$ ������ '������� ��

��� �����" �� '� ������2��� ��� �� ��� ������� ��������" ��� ����� ��

����������$ '� ������� ���� ������ ��'��� ���� ������ ��� ����� �� '��$ �������

'$ ������� ��� ��'� ������ ����������" � ���������� �����������" �� ��� ��'� ��

������� ���� ��� ������ ������ ��� ����� �� ������� ;��� ��7 �� ���" '���

������� �� �4��������" �� '��� ������� ����� �������� � ���������� ����"

���� � �$� ���� ������ '$ ������� � ���������� ����� ��� ������ ��

�$� ��� �$����� �� ��� �����'����$ �� ��7 ���� �������� ������������2��" �����

��� �������� ��������� �� '� ������$ '��$ ������ '$ ��������� ���

������� �$�� ��� ��'�7 �� ��� ��� �$� �� �� '� �4������ �� ����

'��� �� ������ ���� ������ ����� 1�������" ��� ���������� ��� ����

Page 70: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ��� ��� � ���� ������������ ���� �� � ���� � �� ���� ��

����� ���� �� ��� ����� ����� ������� �� ����� ����

������ �� �� ����� ����� ��� �� � ��� �� � �������� �� ���� �� �

!�� ����� �� "�#� � ���� ����������� ��� ��� $ �� �� ��� ��� % ����

� &'( ��� ��� �� �� ��� � �� ���� )���� ��� ��� � � �� ����$���

�� ���� �$�� ����� ��� ���

#����� � �� ����� � � �� ���� *�+,-. /������������� � �����

�������������� 0 ��� ��� !#1 �� ������� 2� �����������$���� �

������� ���� /3�&4 ��0 � ��� /56' ��0� � ��� $ �� � ���� � �� ����

1�� ��������� ��� � �� � ����� � 71! /�� ���� � ���� ������ 0 ��� ��

������ ������� ���� ���� � ��� �� � ��� �� �� ��� �����������$�����

1� �$ ��� � ���� �������� ��������� � ��� � ���� /��������� �� 3�� �

��� � � �� � ��� �� �� � �� ������ 80 ��� � 71! ��� �� � ������ �����

���� � ��� ���� �� - 71!��� ��� � � /��� ��� #�� 1������

%� ��� ������ 2���� ����0 �� �� ���� �� 9��� �� 3::3� 1�� � � ����

��� ���� � � ���� �� �� � '� ; �� � �� � ���� � �� ���� �� ��� ��

� ' ; �� �� ���� /&65 ��0� - 4�� <� 3& - ������ ���� �� � � ���� �

��� � �� �� � ��� �������� 1� � � � ��$��� $� ��� ���� ��� ����� ���

��� ������ 1�� ��� �� �� ��� �� �� ��� ��������������� /!��� =%0 ���

������ �������� ���� �� � -9-�!#1 �� �� 3::(� -� ����� � 71!���� �

���������� ���� �� � � ������ �� �� ���� ��� �� ��� ��� �� ���� �� � ���� �8�

��� ��� �� � ������ ���� ���� - ����� ������� � �� ����� ��� �

����� ���� ���� �� ��� ��� !#1 � $ ����� ���� �� %� ��� ����

������ ���������� *�+,-. ��� *�+,9 ��� ��� $��� ������$��

1� ��� ��� ������ � ���� �� �� ���� � � ���� ��������� ����� ���

$ �� � ����� ����� � �� ����

- ���� ��� � � ��� ������ ���� ����� ������� � ���� � �� ���

� �� )������ � ���� ����� � ������ �� ��� �� � � ������� � �� ��

������� �� � ��� �� � $ ������ �� % � ��� ���$� � ��� ���� ��� ����

���� � � �� �� �� �������$�� � ����� ��� ����� ����� ����

1�� ��� ���� ��� � � �� �$� ��� �������� �� #��� ��� ����� ������

�� � 3�� ; �� �� �� ���� � � ����� ('� �� /.�-0 ��� $� ������$� ��� ��

�� ���� )���� ��� ��� � ������ � �� �� ���� ��� !#1� ��� ��

��� ��� �8� ���� �$��$ � ��� � ������ �� .�� ���� ��� $�

���� $� � �� � ������� �� ���� ���� ���� ��� � ������ �

�� ����� � �$��� ��� $��� �� ����������$�� ��� ��� �8� /"�# ���

-9-������� !�%=0 � �$�� &6� ��� ��� �� � ������� �� ��

��� ��� �8��� ��� � �� �$��$ ���� � ����� ������ � ��� ���� ���

�� ������$�� 1� �� � � �� ���� ��� ����� � �� �� �� �� ��� ����

�� � ����� ������ � �� �� �� $ �� >�������� ���� ��� � ��

Page 71: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� � �� � �� ��� ��� ���� ���� ��������� ����� ����� ����� ��� �!

"��������� #�!���� ���� $����� �������! �������� ��� %���� ���������� ��� %��

& &'()� *$��� �� ()����� $����+����� ,���� -������.� /���� /��

!�������! �� 0����� ���� *1���� �'�.� ��� ��2��� ��/�� �% ���� ������ /��

��� � �� � /��������� �% ��� ��� ������! %��� ��� !����� ��! �% � 344 5� ����

!������� ����������! ������� %���� *6& 4���.� ��� ����� ��7� ��! /����� �% ����

��� *��7�8 ���3���� ���� /�����8 �� 9�.� �����%������� %���������� ��������� ��

!�%%����� �������� ��! ���� �� ��!'��!�� ��� ������ �� ���� ��������� /��� �� ������!

����������� ������ %�� ������������ �� ����� ���� ��� ������� ����� !��� �� !�������!�

��� %���� �������� ������! ���� � !��!� ����� �� ��� �� %�� & &'()� ��� �������!

�� *(���� :;;.� &� ���! �� �2�����!� ��� �������� ����� /��� ��� �����%�������

!�%%����� %��� ������� ������� ������! /��� ��� <�(=!��'����� ������ ��! ��

������� ��!������ *(���� >;.� ?������ !��!� ����� ������� ��� ��/ ���� ���������

%��� )����! ;��� *,������ #&.� :����� /���������� ��� ��������� �� �����

!�%%����� �������7���� ����!��� ��4 �� *%�� (����%���.� ��� �� *%�� & &.� �� ��

*%�� ��@($.� ��! ��4 �� *%�� '��2.�

&������ �!������� /��� !��!� ������ �� ���� ���� ��� ������ ��!����!� ����

!�%%����� ����� !������� ��!�� ��� ������ �� �������!� A����� ���� �2��������� ����

����'��!����! !��!� ������ ���� ���/� ���� ��������!��� ��! �������! ����

9���������� ,����� �� ��� ������ ��� ��������� %�� ����!��!�7�! ��������� �� ����� 9��!�

�% ��!������� /���� �� %���������! �� ��� ����������� �� ������� ���������!

��!������ �% ��� ����� ���� %��� !��!� ������� ;� �!� /� ���� ��!� ��� %����

�� ��� & &'()� ���� � ��!����! !��!� ����� ������ *(���� )������ �������

@-����@� :������ &�����. ��������� �� �� �� *(����� ;>'>.�

+���� ����� �% �����'����! ������ ��� �������� �!�� !����������� ����������

*?������������� $����� "?&. ��� � �����'/��������� ����! ����� �� ��� �

��2��� �% � %��������� !�� ��! � �����'���������� �������� ����!�! �� !���������

!���� �� ������� %���� ������� %�� �����%�� /����������� ,� �������� !�%%�����

%��������� !���� �� �� �������� �� ������ ��� /��������� �% ��� ��������� ������

&������ ������� ����� ������ ��/ ��������� �� � �������� ���%��������� �� ���

����! ������� ���������� ���������� *+(+.����

��� ��������� ����� ������)�%%����� 9��!� �% %������! ����� ��� �������� ��! �� ()�� ��! ���� ����

���/� �� �� ��%� %�� & &'()� �% �9�� ������������������� ����� ����� ������

���� ��� �!������� �% ��/ ������ ������ ���������� ��! ���������� ����� ��7�� +�

��� ����� ���!� ����� �� �� ������! �� ����%����� ������������ ;� ����� & &'()��

%������! ������� %������� ������ ��� �� ��!�%��! ���!�'���B������� /���

��!�������� ����� ����� /��� �C����! /��� %������ ������������ ����� /��� �

Page 72: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� ������ ����� ��� ��� ��� ������������ ������ ���� �� ������

������ ��� ��� ��������� ��� � ��� ����� �� ���� �������� �� ����������

������ �!�"��� ������ �� ������ ��� ��� �� ������!� #���� ��� �������� �

��!����� ������ ������� ���!��!� ��! ���� ������ ������� �� ����������

���� ��������! � ������� ��� ������� ����� $ !����� �� ��% ��� � ���

��!� ����� � &� �� ���!� �����! � �� �������� ������ &�� ��! $$�� ���

#�� �����! ���!��!� ��� ������ � �� ����� �������� ��� �� ��! ���������

���! �� ��'� (��� ����� ���� ���� �������! ��� � ��!� �� �� ��������

���! ����� ���� %� � $&� �������������� #�� ��� �� ������ �� ���������

���! �� �� ����������)�� ����� �� ������� �������� � �� �������� �� �� �����

���������� *� �� ���� �� +,+�-'#� ���� �� �� ��� ��� �� ������������

������� ����� ��� �� �� ����!���!���� ���!��� �� -�*.�

������������� ���� ��� �� ��������� ���� �����! ��� �� ��! ��� ���� ����

����� � ���� ����! ����� ������������������������

#�� ���� ���� ��������� ����� ������� � ��������� ����� �� �������!

��!�������� -�� �� ��� ������� �� ��� �����! �� ������! �� �� ��!�� � ����!

� ������������� ������ ���� ����� ����� �� ���! � ��������� /0��0�123

��� �!!����� �� � ���������� ��� -'#�������� *� � ��������� ������ ��� � ��

����!�!� ������� ���� ����� ��� $%� � ���� �����! �� ���!���� 4���

����������� ��������� ������! ����� ��� -'# �����!� �� �������! ��� � ���

�!����� �� �� ������ (�� ���� � ��� /5����,��� 6�!�� ,����� ,!��

7������ *�����3 ��� ���� ��������� �� ,��! ����� $880� #��� ���� ��� ����

!������� ������� ������� �� ��� �� ����� ��! /%9����� ��3 �� ���� ��� /%���

������ � � � ��� �� � � ����� ����� ���� ��� ������ �� �����

Page 73: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� �� �� ��� �� ���� ����� �������� �� �� ����������� �� ��������! "���

����� ��� ����� �� ��� ������ ������� � ��� �� ���� �� ��� ���� �� ��� #$ ������

�%&���%��� ��! ��� ����� �� ����'���� ��� ����� ����� �� ( ���� � )�����! *

� ���)����� ���� �� ���� �� +��� ��� ������� ������ ��� ������� ����� ������� ����

�)��! ��� '�� �� ������ � �� �� � ��� ����� � %&� �" ����! ��� �� ���

������� �� ����� � �� � ����� ��� ��� ��� #$ ������ ���� ��� ���� ��, � � �� ��

������� ���� ����� �, ����� ��'���� ����� +��� + ���! ��� ��� ����� ��� ���� � �)

� � ���� ���� �� ������ � *-*� �� �� -���� ��� +� � '� ��� )������� �,

���������� ���) ����� � ��� ������� ��� � ���� �� � �)�������� ��! $������,�

)������� �� � �) ������ )�������� ��� ������������ � ����� ������� � ��� �� �����

)������� �������������� �� ���� � ���� �� � �)�!��� ����� ��+����� ����� )��'���

'��, ���� ���������� )�+�� ��'��� �� � ���+ + '������� � ��!

*� ����� ��'� ����� ������ +��� ��� ��'��, � ���+ �)���� � � ��+����� ��� �����

)������� �� � .� �� �� �� ���/)����'� �0��)���� � � �� � ��� �� ��������������

������ �-1��! "��� -1�� ��� � ��+���� � ��� ����� ������ �� �,)�� ��, ���� ���

� ��������� ������� ����� �/ + '�������! ��� ���)�� )�+�� �� ��+� ��� �� ��

)������� �� ��������� �� ,� ���������� � � ��� ������ � -1�� �� � � � ��

��������� �� ������� �� )�� �� ) ������ � ))��� �����!������� *))��� ���� � '�

���� ��'���)�� �� ��)����� � ��� ������� ���� � ��� ����� � �.�� �������

������)�� ��'� ))��� ������ �� �'�� �� ���������� � ���! "��� ��� ����� �

��'���)���� � �������� �� ���)������� -1�� �� ����� ���, ����� ��'���)�� ��

��'� ������ ���)�� )�+��� � ' ����� + '��������!

2���� �������,� ���� �� ������� +��� �������� �� �� ����� � )��)���� ���+���

��� ��� ����� � ������� � ' ����� ��� ������ �� ���� +��� ��� )���������, � �����

������� �������3���! - ���,� �,����� ����� ��� �� �)����� ��� ����� � '� ����

��'���)��! 4�� �/ �)�� �� �����.�, �,���� +��� )������ ����� ���� �� ��������

� ���� ����� � ��� �� ���� ������������ �)�� �������� �)��� ��, �� ��� ��� �����

� ������ .�� ����� � ��� �� �� �� �) ����� ��)�� � *-*� �� ��25*

� �� ������ ��� #��!� �������� 6 � � !

��� ����� ��� ���� ������ � ��� �, � �� �� ��)������ �� ������ � ) � ������� ���� � ���

��� � ����� ����� ��� ������ � ��� ��� ������� ���� �������,� ���! #� ��� ����+���

��������� ���� � ����� ) � ������ �� ����� ����� �� ��� ��� ����� ������ +��� ��

���������!

Page 74: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� ����� ��� ����

��� �� ��� � ���� �� ��� ������� �� ��� � ���� ��������� ����� ���

� ��� ����� ��� ������ ��� �� ��� ��� � ��� ����� � �� �� ���

������ ����� �� ���� � �� ������ � �� ��������� ����� ��� � �� �� ��� � ��

������ �� �� ����������� �� � ����� ��� �! ���� � ��� �� ������ ��� � � ���

�������� � ��� � ��������� ��� ������������� �� ������"#���� ��� ������

!��� ��������� �� ��� ���� ������ ��� ��� ��� �� ���� ���� �$��

��� ��� ��� ���#�# � �� ���� �� ��� ������� ��� � �������� �� ��

���� ���� �� ��� ��� �� �������� ������ �� �� ����%�� � ������� ��

�� ���� ����� !������ �� ��� ������ �� �� �� ���� #�� ����� ����������

&'()* �� � #� �� �� ��� ��� ��� ����� �������� ��� ��������� ��� '() ��

������� �

� � � �

� �'()�

��

� �

� � �

� �

� &+�,*

����� �&�* � �� ��� ������ � � ������� �� ���� ����� ��� �&�* � �� �����

������ �� �� ��������%���

-�� �� ������ �� ���"�� ����� �� ����� ��� ������ ��� ./."���� ���

��� #����� �0 ��� 1+0 � ���� ��� ��� ����������� ��� #����� 20 ���

+�0 � ���� ��� �� ���� ���� ���� #��� ������� 3� /���� �� ������ ���������

�� #��� � �� � ��� ��� �� 40 � ����� �� ������ � � � ����� ��� ��

�����5���� � ,00 �! ���� &����� 63*���� ���� �� ������ ��� � �#��

,0 ������ ����� � ������# � ��� � ����� ��� ��� ���� #����� �� ������ �� ��

��� ��� � � � ������ ��� �� ��������%�� �� ��� � ��� ����# �������

��� ��� #� �������� ��" ��� #� ������ �� � ���������� ����� � �� �����

���� �� ��36 &������ �00 ��* ���� ./. � ���� !� ���� ��� ����"

��������� /3- ��������� � �� �� ��36 � ��������� #����� ��� ���� ��

��������� ���������� �� #�� �� ���������� .��� �� �� ��� ��� &40 � ����*�

�����5���� � 7",08 �� �� ����� � ��������� ������ �������� &����� 6333*�

��� ��� � �� ���� �� ������ � �������� ���� #� #�������� ��� ��

������ �������

9����� ��������� ���� ��� ��� ��� ���� ������� ���� #��� ������� ��

����� � �� �� �� �� ���� �� ������� ���� ���� ���� � ��� ��� ���

����#���� �� �� ��� ��� �� � �������� ������� ���� �� ����������� ��

�� ��������%��� ��� �� ��� � �� ����5�� �5����� ��� ������� #�������� ��

�� ����� �������� ������ ��� ��� � � � #� ���������� -��� �� ��

����# ������� ��� � ������� �� �� ��������%�� ���� �� ����� ������ ��

#� ���� ��� ������� :�������� ��# ���� � ���� ����� � �� $������

Page 75: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������ ���� ��� ��� ������� �� �� �� ���� ������ ���� ���� �������� �

�� ������ �� ��� � �� �������� ��� �������� �������� ��� ����� ��������

���� �������� ������� ��� �� ����� �� ������ �� �� � ���� ���� �������� ���

��� ���� �� ��� �� ��� �� � �� ����� ��� �� ����� ��� ����� ��� �� !�"#

��� ��� �� �������� �� �� ������ $������� �� ��� ������ �� � �� ���� ����

��������� ��� �� �� �� �� � ��� ����� �� � ���� ��� �� ��� ��������� ��� ��� � �

����� �� ���� ��� ������� �� �%&� �� �� �� ���'������� ��� ��� �� �� ������

��� �� ��� �� � ( �� ��� )**�� ��� ����� ���� �� � �������� ������ � �� ��� ��

������ � ������� ����� ���������

����� ��������� ���������� �� ���

���� ����� ��� ��� !+�� ���� � ,(� �� �� �� �� ����� ���� �������� �

�� ���� �� ������ ��� ���- ��� ��� � �� ���� ����� ������ ������

���� �� ��� �� �� ������� �� ���� � ��� ������ ��� ��� �� �� � ��� ����� ����

������ � �� $��� ���� � �������� ��� ./% ��� ����� �� ���� �� ��� ��� � ��

�� �� ����� �� /%% 0�� ���� � ��� �������� � ����� ��� �� ���� ��� ��������

��� ��� �� ���� ��� ����������� �������� 1��� �� ��� ����� �� ���� � ./% ��

����� �� �������� �� ���� ��� ���� ���� ��� ��� � � ��� � �� 2 �� �� ����� �-���

������ ������ ��� )** �������� ����� ,(� �� ��� �� ���� ��� ������ ��� ������

�� �� ���3� �� ��� ��� ��������� � �� ����� �� � ���� -�������� �� ��

������ ��� ���� ��� �� �� ��� ������ �3��� ���� � ��� ���� ��� �� �� ������ ���

���- ���� ��� !+� ��� �������� �� ������ �� ���� ��� �� �� ���� �� �� ��� �� ��

� ����� ���� ���� ���� � ����� �� ���� ��� ������� ���� � �� ��� ����� �� �

������ �� ���� �������� � � �� � ���� ��� �������� ����� ��� � ������

�����' �'������ ��� ��� � �� � � ��� ���� �������� ���� �� ��� ���� ������ � ��

������ � ����� �� ������ ��� ���-� �� ����� ���� ���� ���� �� �� �������� ��

�������� �� �� ��� ������ �3��� �� �� �� ������ ������� � � ������ ���

��������� 4���� � ����� ���� � �� ���� �������� �� �� ������ ��� ��������

����� �� -�� � � ��������

��� ������ ��� ���� ��� �� ���� ��� �� ���� �� ��� � �� ���� ����� � � ��

�� �������� ����� ���������� ���� $������ ����������� ���� ������ �� �� �� ���

5�+ ��� !�� ������ �� ������ ��� ���� ������� �� �� ��� ���� ��������� ��� ��

������������ ��� � ��� ���� ������ ��� ���� � ������ � ,2� �� �� ����� ��

�������� � ,(% �� ��� �� �� ��� ���� ��� �� ��������� "� ��� ��� � ���������'

����� ����� �3���� �������� �� �� ����'�� ������������ ����� � ���'���� �� ��

����� ��� ����� �� ���� ���� ��� 6����� �� �� ��� ���� ����� �� �� ��������� !+�'

����� ���� �� �������� � �� �� �� ��� ��� ���� ��� ��������� ���� ,7% �

Page 76: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ��� ��� ��� �������������� ������������ �������� ������� ���� ���� ���

���� �������� �� ����� �� ������ ��� ���� �� !���� ��� �� � ���������

������ ���"�� �� �#$ ��� �������� �� ��� �� ��� ��������� �� �%��

��������� ��� ���� ��������� &���������� '�����" �� ������ ���� � ���(���� ��

���� �#) �� �� ��� ��������� ���" �� ���� � �� ������ "��� *� ���� *+� !�

���� ����� ��� �� � ��������� ������ �� ���� � ��� ����(������� �����

������������ � �������� �� ������ ,��� -��� ��������� ��� ��������� ���

���(���� �� ��� ��������� ���"� -�� ���� !� ������ �� ���� ��� ���� ��

������ ����� '� ��� ���� ���� ��� ������� �� ��� ����� �� ���������

���!��� ���� ��� ������ ��� � ��������� �� ���� ��� !��������� ��� ���

����������� ��� ���� -�� �� ������� ��� ���������� �� ��� ���������� ����

������� ���� �� �� ��"�� ���� �������������

*� ������� ���� !� ���� ����������� ��� ���������� �� ��������� ������ �� "��

����� ��� ����� �� �$� �� �������� �� ��� ������� ��������� �� �,$ ��

. ���� */0� -�� �*/ ��������� �� �$� �� !� �������� �� �� �,1 �� ���� ��

�,$ ������ ��� ��� ����� ����� ��� !� �������� �� ��������� ��� ��� �����������

*� ���� �� ����� ��� ������ ���� !� ��!�� !��� ��� ������ !��������� !� ���

*� ���������� �� ��� ���������� ��� ������� �2��������� �� ��� ������� !���

����� . ���� /0� *� !� ���� ���� ��� ���� ��������� ��������� ��� ����� ��

�,$ �� !� ����������� �� �������� ������� �� ���� ��� ��������� -��

���� ���� ��!����� �� ����������� ������ �� ������� ��� ������� ���� !��� !�����

����� ������ ���� �������

� ����� ����� �� ���� ���� ���� ������� �� ��� ����������� ���!��� ���

������ ���� ��� ��� �������� �� 3-� ��� !��� �����!�� �� +����� �� ���

���!������� 4��� ������ ����� ����� �)) �' ����� ��� ��������� ��������� ��

����� � ���"�� ������������ ������� ��� ��� ��� ����� �� ��� ������� -����

���� �������� �� ���� ����� �� ��� ���� !��� �������� !��� 4�3� ���� �� ���

��������� ������������ ������ ������ ����� ���� !��� �� �� ��� �!� ������

����� !���� ���� ��� �������������� ���� .�$5�0 !��� �� �� ��� ������

������������� -�� ������ ���� ����������� ������ ������������� *� ��� 4�3 ����

�� ���������� ���������� !��� ���� ���!��� ��� ��������� ������ ���� .)�$(

�) �' ����0� !���� ���� �� �� �� ��� ������ ���� ����� ������� *� ��� �!� �����

����� ��!�� ������ ���� !��� ��� ��� �� �������� ���� "������ !� ����

!��� ��������� ��� ������ �����

����� ����� �� !���� ��� ������ �� ��� ������ ���� !� ������������ !���

��������� �� ���� ������ ��� �������� .��� ����0� �6��

��� ���������� ���� ��� ��������������� -�� ������ ���� �� !��� ����

Page 77: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������� �� �� ��� � ���� �� �� � ����� ��� ������� �� �� ����

��� � ��� ���� ���������� �� ���� ���� � �� ������� ���� �� �� ���� ��

������� �� � ��� �� ��� �� � ������� ��� ����� ����� � ���� ������� �� �

����� �� �� � �� �� ����� � ������ ��� �� !� �� �� ������ ������ � �� "����

����� �� ���� ���� �� ��� �� � �� ����#�������� ������ � �� ������� �������

�� � � �� � ���� �� � � �� ��� ����� � ���� ������ ��� ����

�� ���� ������� �� � ��� $%& �������� &��� ��� �"������� �� � � �� ��������

� �� ��� �� �� ��� ����� �� �� ����� � ����� �� ��������� ���

������� � ���� ������� �� �� ��� ���� �� �"������ �� ��� ���� �� ��

��� ��� ��� &�� ������ ���� ��'�� �� �� � &($ ������� � $� �����������

)� ��* ��� (������� �������� ������� �� ���� ������� �� �� ��+����� �����

��� �� ��� �� �+������� �� �# ��� ����� �, -� �� �� �� . ��� �

�� � ��� ������ �� �� �� ��� . ��� � ��� � ������� /��� ��� ����

�� ������ ���� ��� ��� ���������� ��� ������ � �� ������ ����� �� �� ����

� � �������� �� ������� �� �� 0 1� ����� ����� �� ���� ������� �� �

������� ����� ������� �� � �+��� ���� ���� &���� �� �� ��� ������� ��

��������� � ���� ������� �� �� ��� ���� ����� ��� ���� ��� �� ��������� ��

���� ������ !� $%& �� ���� �� �� �������� �� ���� ������� �� ��� ��

�� �� �� � ������� ��� �� *�� �� ��� ��� �

&�� ����� � � ���� ����� ���� ���� �� �� �� �*�� ����� �2�� �� � (�% ���

���� ����� ��� ����� ����� �2�� �� � $� ����� 3 ��������� � �� ������� �� �

��� ���� �� �� ��� � �� ���� � ������ ��� �� ��� ������ �� �� ���� ������ ��

���� ����� ��� ����� ��� �� ���������� ��� � �� �� �������� "���� ��������

&��� �� �� ��������� �� � �� ������� ��� � !� �� �� ������ 4���� ���� � ��

4����� �� ��� � �� ������� �� � ����� � � ���� �*�� � �������� ����

����� �2�� �� � ����� 565 ��� ������� �� � ��7 �� �� ����� � �� ��� ���� �

� ���� ���������� 5 �����#��� �������� � �� $%& ����� ��� ���� ����

�� ������� �� � ��� ��������� �� ��� � � ���� 5 �� � ��� �� $%&

����� ��� �#1 ��� �� � ����� �� � �� ������ ������� �� �� &�� �� ���

������� � �� ��� ���� �� ��� �� �� "����� �� � �� ��� �������� ��

�������� � �� �������� � "���� �� �� ������ ��� �� "���� ����� ��

��� ���� � ���� ����������� �������� �� $%& ����� �

���� ���� ������ ���������� ���� �����

�� �������� ���� ���� �� ����� ��� � ��� ���� �� � ���� ���� ���� ������

5� ��������� �� ��� �� ��7��� �� ������ ���� ��� �� ��� �� ��� �� ����� ����

8 �9 � ������ ���� � �� � ����� ���� �� � � ��� ���������� &�� �� ������

�������� ��� �� ����� �� �� � ���� �� ���� �� � � ���� ���� ���* ��������

!��� ��� �� �� ����� �2�� ��� �� �� ��� ��� ������� � ���� �� ������

Page 78: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������� ���� �� ��� ���� ���������� ����� �� ��������� ��� � ��������� � ���

������ ���������� ��� ����� ������ ��� ������� �� ���� �� ���� �� ���� ����

�� ��� ���� ��� �� �� ��� �� �� ! ���� � ���"#�� �� ���������� � $ %& ����'

�� � �������� ��� ����� ���������� �� ��� ����������!�� �(�)#%*'� ���� ���� ��

� �������� �� ��� ������������ ���� ������ ������� ��� �)� ������ ������ ��� ���

��� � � � � � ������ ��������� ������� ����� ��� ���������� ����� ����������

��� ����� ������ ��� ������� �� +�� ��� �� ������� �� ����� ���� ��� �����

���������� ����� ��� �� ������� �� �,����� � ����� ����� ������� -� ���

$�� �& ���� ��� � � �#,���� ����� �,��� ��,���������� ��,� ����

�������� �� ���� � ������ ��� �������� � �� ��� ��� ��� .& ���� ��� �

,��� ��� � ��� /����� �� ��� ������� ��� �������� � �� ���� ������� �� ���

��������� � �0����� �� �������� ����������� � ��� ����� �� ���� �����

����� �) �� � ����������!������ ���� ���� ���� � �� ��� �1�����#������ ���

���� ��� �� ���� �� ��������� �� ��� ����#�� ���� ������ ��� ����� &��� ���� ��

���� �������� 2"���"� �� ��� �1������ ��� �,����� ����� � ������� ��� �)#

�)� �� � ���� "����� ����� ��� � ���� ����,�� �� �������� ��� 3 �� ��

.& ���� � �- �� �� ��� �� ��� ���� �� ��� ���� ��� ���� ������� &���

�) �� ���� �� � ����������!��� ��� �� ��� � �#,���� ����� �������� ��

45� ��� ����� ��� ��� ��� ����#�� ���� ������ ��� ���� ���� ������ -�3��'�

����� ��,��� ��������� � ����� ������� ��,� ���� ����� ����� �������

����� � ����������� ����������� ������� ��� �� �1������� ������ �� ���

��������� � �� �� ������ ������ ����� � ���� ������� ,��� � �������

���� ��� �� �������� ��� �� ����� ������������� ��� �� ���� �� ���� �������

���� �������� ��� ���0�����#��� �� 6�78*9#���# ���� ������ ���� ��� ����#

�� ���� ������ ��� ���� �� ���� ������ ����������� ��� ������ �����

������� �������� �� �������� : ��� ��� ������ ��� ������ ��������

��������� �� ��� �� ��������� ���0������� �� � 5� ! ��,� � � ���� �������

��� �� ����� ���� �� � �� ����� ����� �) ��� ����� ����� ���� � �� �� � �����

�� � �� �; ���� �� � � ����� ���� � ���& ����' ����� � �� � �� ������ �

�����,� �� ������ (� ���� �� ��� ������� ��� ����� �1��������� ������ �� ����

����� �) ��� ��� ���� �� � �� �� � ����� � ��5- ��� ���$ ; ���� �� 3 !

������������ � � � ����� ���� � ��� ���� � ���& ����'� ���� ���� ��� �� �

����������� ����������� ��������� ��� ��� � �)� ������� ����� ��� ���������� �

��������� � ��� �������!������

* ����������� ��� ���� � ��� ������ � �� ��� ����� � ��������������

�1������� ��� ���� �� 1���� ��� � ��� ��������� �� �������� ��� ,��

9��������� ���� ��� ���� ���� ��� ��������� �������� �� �� ��� ����� �� ��������

� ���� � .& ������ ��,���� ���� ��� ���" � ����� ���� �� ��� ���� 3����& �����

:� ������ � ����� ������ ������� ��� ����� ���� ����#������ �� ��� ��� �

�� �� ����� ��� �������,����� ���� ����������� �� <���� ��� �� �� ��� �� � ���������

���0����� � - " !� ����� ��� � =��#��� ���� ������ �� ��� �� ���,��� � ����

Page 79: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�� ���� � ��� �� �� � ��� �� �� �� ��� �� ���� �� � � ��� �� �� ��

����� � ���� ����� �� � �� � ��� ���� ��� ����� !��� �� ��� �� �� ��� ��

���������� �� � �� �� �" �� � ���� � �" ���� ������� �� � #������

���� � �" �� � �"�� �� �� �� ��� � ��� � �� ����� � �� ��� ����

��� ����� �� �� �� �� ���� ���� � ��" �� ��� � � ������ �� �������

����� ���������� ����� ����

$� � ����� � ��� �� �� � �� �� �%"� � �� �� ���� ��� �� &'! ���� �� ��

���� � ��� � ��� �� �� �� � �� � �� ������( �� �%"� � � �� ���� $�

�� ����� � ���� ����� � �� ����� �� ����� ��� �� �� �� ��� �������� !���

����� ���� �� �������� �� �%"� � �� �� �� �� �� ��� ������ �� ��� � ��

� ��� �� �%"� � ��� �� ������ � ������ �� ��������� $� � ���� ��

������ ��� ����� ���� � )" ��"��� �� ������� �� �� ����� ��� � ��

��� � ��� � ������� ��� � ��� �%"� � � �� ���� ����� ������ ���� � ��

�� �� �� � ����� *��� � ������� �" � �������� �� ������ �����( � ��� ��� �

�� �� �� �� �� � ���� �� ��� � ������������ �� �� ���� ������ �� �� �� ��

� ���� +� ��������� ��� �� �� �� � � ����� ��� ����������� ���� � � ��

��� �� ����� � �%"� � �� �� � ��� � ���� �" � ��� ���� �� ������" ���� ��

����������� �� ����� ��� ������ � ���� �� � ������ � �� �� ���� ���� ���

&'! ��� ,����� ����� ����������� ��� � � ��� &'! �� � � ��� ����� � ����

�� � �� ������ � �� �� ������� � ��� !� ����� �������� � � �� � �� ���

� �� � �� �������� � ������� �� � ��� ��� ���� !� ��� � ����� � �� �

�� ���������� ��� � ���� �- ����� ���� �� � �� ��� ����� $���������"

���� � �� ����� � ����� ������ ���� ����� ���� � �� � � � ���� � � �������� �

�� �� ��� !� �� �� �� �-���������� ��� � ���� � �� � ��� ����� ��������

�� ���� ������ ��� � �� ����� �� � ���� � ��� ��� �� ����� � ��� �"

�� �� �� ����� ��� ��� !��� �" � %���� � �" � �� � �� ����

���� ������� �� �� �� ���� ��� ������ � +� � ��" � ��������� ����" �����

� ��������"��� .�� �� /����� �� � ����� � ���� � � � ���������� �����

��� �������� � ��� � �" �� � ����� ���� � �� ����� ��������� ��� ) �� ��

����� ����� � ���� � ���% ������� � ��� ������ � ���� !&&*� �� ����� ���

���� ������ ����� ��� ���� � � �� � ��������" �� �� � ��� � � �� ����� �� � ��

����� ��������� !� " ��� ����� ��� � ������ ��� � �� � �� ��� ��������

����� � � �� � 0� �� �� ����� � #�� ���� ������ ��� � � �����( � ����

�!1&/ �� &�������� �� 2 � �� ��� ����� ��� �� �� �� ��� � ����"���

��� � ����� �� �� ���� � �� � ��% �������� �� ����� � ��� �" �� ��� ���� ��

����� ����������� ���� �� �� ����� ��� �� !� �� �� �� ������ ����� �� ���

� ����� �� 0� � ����� ������ � �� ������ � ����� � � ����� � ��� �!1&/

��� ��� ��� � ���� �� �" ���� ����� &�������� '����� �� ����� ������� ���

��������������� ������ ����� � �% � ������ �� ����� �� � � �������� � �

Page 80: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

���������� ���� ������� � ���� ������ ���� ���������� �� �� ���� ��

������ �� ���� ���� ������ � ������ �������� ��������� ��� ����� ��� ���

�� ���� �� ����� � �� ��� �� ������� �� ������������ ������ �� ��� ������

�� �� �� �������� �� � ����� ����� ��� �� ������ ������� �� � �� ����

�������! �� ������ ��� "�� �������! �� ��� �� ��������� �� ��������

������ ��������� #�� ����� ������ $%� & ��������� ���� � �� �� ���' ���(! ��

� ����� ������ �� � & ��������! ��� "�� �������! �� �� �������� %� &! ��

������� �� �� �������� �� ���� �� ���� ������� � ������ ������� ��

������ �� ��� �� �� ��������! ���� �� ������� �� � & ���� ������! ��������

�� �� ������ �� )�*! �� �� �� ��� ������ �� ��������� #���� �� ��� ���

����� ���� ����� ����� ��� +������� ���� ����� '�,������ �������

������ �� '�,������,���� ��- ������� �� ������ ��,��������� �����

����������� ��� �� ������� ��������� .����� ������ ���� �������� ��� ��.�+�

���� "�,������,���� ������� ���� ���� �� �� ����� �� ����� � �� ��� �

�� �� � �� ����������/��� ��� ������ �� �����/��� �� �� ����� ������

�� ���� ������� �� ������������ 0� �� ����� ������! �������� ������� �� ��

�� "�� ������������! ������ �� ��- ���� �� �� ��� �����! )�% �� ����

���� � �� ����� ������� ��� ��1+�� �� �������� ���� -������! � �������

� �2 ����������! ����� �� ����� �� ��� ������������ ��� ����� ������� ��

�������� ����������� �� ������������� �������� � ���� �� �����������

��� ���� � ������ 3���� �� ��� ������ �� ���������! �� ��� �� ���� ��

������� �� �� ����,-������ ����� �� ������ �������� 0� ����! �� ���������

������� ��������� ������ ��� �����,������� ������ �� �2 �������� ���

���,+4� $+��� 05(� � ���� ����! ����� ������� ������� ��� ��� �������

�� � '� 1/ �������� � ������������ ����! �� ���� ��� �� �������� ���

����� �� �� ��� ������ ������� �� $"�� �2 ���(! �������� �� �����

������� ��� �� ��* �� )6* ��� �� �� ������ �����! ������������ 7�

��������� ����������� ���� ����� ������ �� �� ������ �����! ����� ��

������ ����� �� �� ���� � ���� ����� ��������� ��� �� ��� �����

����� ��� ������ ���������

8���� ������ ���� ������ ��� �� �� ����� ����! �� �9�� �������� �� �

������� �� ���� ����������� � ������ ����� �������� �� �� ����� ���

������� 0�����! �� ����� ������ ������ �� ��������� �������� #�� �-�� �������!

��� �� �� ����/�� ��� ��� �� ������ ����� #����,����� ������ ����������

���� ���� �� ���� � ���� ������� ��� ���� ���� ����� ��! �������! ���,

������� ��� ���� ������� �� �� ����� �� ������ ���������� �� ������

������� ���������� ���� �� ��������� ��! �� ���� ��� �� �� ����� �� ��

����� ��� �� ����� ����� ���������� ��9�����! �� �� �����,���� ����

Page 81: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�� ��� ���� �� ������ �������� � ���� ��������� ��� �������� ��������� ��

������ � ��� ��� �������

� �������� ������ � ��� ������� �������� ����� �� ������� ��� ��� ����

��� ���������� �������� ������� ��� ��� � ���� �� �������� �������

�������� ������ ���� �� ��� ������� ��� ������ ����������� ���� �� ���

���������� �� ��� ������ �������� ��������� ������� ��� �������������

��� ��� ����� �������� !�������"� ������� �� ��� ���� #�� � ��������

��������� �������� ������ �� �� ��� ������� ��� ����� �� ��� ������ ���

����������� ��������

$�� �� ��� ��������� ���� ���������� ����� �� ��� ��� ���� ���� ��� ����

��������������� � � ��� ������ �� ����� ������� ���%�� ���� � ��# ���������

���� ������� ���������� � ���%�� ������� ��� �� � �������� ��� ���� ���� �

����������� �������� ������� ��� �� ���� ������ ���� ������� ��� ��� ������

����� �� ������� ���� �� ��� ���� �� ���� ������� ���� ���� ��� �������

���� ��������� � ��� ����� #�� �������� � ������ ��� ������������ ������ ����

�������� ������ ��� ��� &�� ������� ����� ����� ��#����� ����� ����������

#��� ��� ���� �� � ���������� �� ��� ��� ��� �� ���� �������� � ���������

������� ��� ��� ���� �� ���������� '��#����� �� ��� ������ ������� �� ���

������ ��������� ����� ($ � ��������������� )� ��������� ���� ������� ������

��� ($ ��� ��� ��������� �� ��� $��������� �� (����� � *����������� ��

��������� ���� � ������� ���� � ����� �� � ��� #���� ��� ���� � �+����� ���� ���

����� �� �� ������ ���� � ����� �� ��� ��������� �� ����� ���� �� �����

���� ��� ������� ��� ��� ������ ������ ��� ��� ����������� �� ��� ��� ��� ���

������� ��� ��� ���������� �������� ����#���� �� �������� ������� ��� ����

������� ������ ������� ��� ��� ���� ��� ������ ���������� �� ���� � ����

��� ��� � ��������� �#����� �� ��� ��� � ���%�� ��� ���� ,��� ����� ���

��� ����� -��� ��� ��� ���� � ���%��� � ����� ���� � ������ ���� ���

��� �� ������� ��� ���� ������� �� ��� ��� ��� �� ����� ���� �������� � ���

������ ������ ��� � �������� � ���������� ���� � ��� ��� #��� ���� ���

������ ��� ��������� ��� �������� ��� ������� ��� ��� ���������� �� ����

�������� � ���� ���������� ���� �./ �������� �� ��� ������� �+������ ���

� ���� ���� �������� � ��������� �� ��� �������� ������� 0�# �������� ��

��� ��������� ���� ��� ���� ��� ��� ���������� � ����� �� ����� ���� �

��������� ���� ���� � ��� ����� �� ��� ������� �� ���������� �������� ����

��������� #�� ���������� ���� ����������� ��� ����������� ���� ��� #����

������ ��� ������� ��� ��+���� ��������� ���� �����

Page 82: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

����� ��������

��� ������� �� � ���� ������ � �� ������ ��� ��� ������ ��

�������� � �� � �� � �� ���� � �� ��� ��� ��� ����� � � ��� �

�� ��� �� �� ��� �� ���� �� ���� ������ ���� �� ��� �� � ���� � ��

�� ����� ���� �� ���� ���� �� �� ��� ������� ��� ���� �� ���� ���� ��

�� � �� ��� ��� ! ����� �� ��� �������� � �� ��"��� ��� � ��� � ��

��� ����� ����� �� ���������� #� ���� �� ������ ������ ��� �� �� � �� �� ��

��$����� �� ������ ��� �� �� ������ ��� ��������� �� ��� � � � ������

����� �� �� ��� ����� �� �� ������ �� � �� ��������� ��� ����� �������

��� ����� � � ��� �� � �� �� � � ���� �� ���� �� ���� �� ����� �� ��

�� ��� ����� �� � ������� #� ���� ��� ����� �� ������ ���� � ����

����"����� � �� ��� �������� ����� ��� � �� ��� ����� �������� �

����� � ������� �� �� ��� ��� �� %������ ������ ���� ���

�������� �� ��� � �� �� ���� � ����� �� ����� �� ������

��� ����� � �� #� �� ��� �� ��� �� ���� ��� ���� �� �� ���� ���� ���

������ ��� ������� � �� ��� ��� ��� ��� ��� �� �� �������� � � ������

�� ��� �� �� ��� �� ��� � ������� �� ��������� ��� � ��������� ����

$�� �� ��"��� ��� ��� �� �� ������ � ������ ������ �� ������� � �����

������� �� �� ��� �� ��� � ��������� � ������� ��� �� �� � �� �� �

Page 83: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

'� (����������������������

������ ����� ������ ���������� ���� �� ����� ��� � ���� ������������ �� ���

��� �� �� ����� ������� � ������������ ������� �� ������ ��� ���� �������

��� �� ����� ������ �� �� ���� �� ����� � �� ��� ������� ��� ����������

�������� �� ������ ��� ���� ������� � � � ������� ���� ������� ������ � � �� �

���� �� ����!��� ���� ������ �� ����� ��� �� � ������ ��� � �� ��� ����� ��

������� !��� ��� !� � ������ ������ ���� ������ �� ��� ������� ��� ������� ���

�� ����� �������������� �� �� �������� ��� ���� �� �� ���� ����� �� ������

������ �� �������� �� ���� ��� ���� ������� �� ������ �� ���� ����� �� ������

����� ������� ���� !��� ����� ��� ���� ��� ���� ������ �� ������ ���

���������� ���� ������� ��� ������ ����� �� � ������ ���������� �� ����

������������ �� �������� � ���������� ��� ������� ���������� !��� ���

������� ���� �� � ������ ��� ���� ������ ���!��� ���� ��� ������� ��� "�� � ����

�� �� ���� ��� ������ � ��� �� ����� ��� �������� �� ��� ������ ������� #� ��� ���

���������� �� ����� ����������� �� ���� ������� ��� �� �� ����� ��� ����� ��

�������� ������ �� ������� ��� ��������� �� ��� ���������� ������ � ���� $ � ��

�� ���� �� ���������� ���� ���� � ������� ����� ��� ���� ��� ������� ��� %����

������ ���� ��� !� " � ������� �� ���� ������ !� �� ��� ����� �� ��� �������

��������������� &�� ������� ����������� �� � ���� � ������ �� � �� ������������

��� ���� ����� ��� �������������� � ���� �� ��� � ������� � � ����� ��� ������� $�

� ���� �� ��� � �!��� ���� ��� �� ��� ������� �� ������ ��������������� ���� �

����!� �� ��������� ���� ��� ����� �������� ���� ���� ������������������������

&�� ������� �������������� ���� ���� �� �� ��� �� ���� � �� ��� ���� �

� ������� �� ���� ������� �� ���� ��� ������ �� ���� � ���������� ��� ��������

������� ��� �� ����������� ��� �������� ������ ��� ��� ����"������� �� $'$�

������� (�)*�

��� �������� �������

��� ���������� �� ��� ������� !�� ������� �� �� +��"�� �� ,�-.� !��

���� ��� ���� ���� �� �������� �� ��� ������� /� ����� ���� !��� ��������� !���

01 ����� ���� ������ ������� �������� �� ���� !���������� ���� ������� �

!�� ��� ������� �� �� �� �� ��� ���� ����� �� � ��� ����� )� !�� ��� ���� ���

��������� �� ��� .2� ����� � ���� ��� �������� �� ��� ������� �� ������

����������� !�� ����� ������������� )� ,3,,� +�4�� ��� ��� ���� � ����� �������

������� ��� ������ ���� !��� �5����� �� 01 ������������ ��� ��� ������� !��

���� ��� �� ��� ������� ���� ��� ��������� ���� ���� �� ��� ���� � ��� ��� ��

�� ��� ��� �� �� ��� �� ��� ������� ����������� !�� �� �� ���� �� �� ������� -�,�

Page 84: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ����� ����� ��

��������� ����� ��� ��� �� ������� ���� ������� ���� ���������� ����������

������ ������ �� �� ��� ������ ����� ����� �� � �� ����� ��� ������� ����

�������� � ���������� ������ � ����� �� ������ ���!����� �� �� ����� ��

"�� �� #!$� ��� ���������� ������ �� ��������%�� �� ��� ��� ����� ���� ������ ��

��� ���������� &� ��� � � �� ��� �������� ���� ' �� � � ���� �� %���� ���

��� ����� ������ ����� �� ����� ������� ����� (� ����� ��� ������ �������� ������

������� ����� �� ��� ��� �� ���� �� ���� ����� ��� �� ������� ����� )��

�������� ��������� �� ��� ������ ����� ��� )�� ����� �� ������� ��� �� �����

&� ������� �� ��� ���� ���������� ������ �� � ���� ��� ������ ������ �� ����� ���

������� �� ���� � ���� �� ��������� ������ ����� �� � �� ��� �������� � �!

������� ��� ���������� �� ������ ������� ��� ���������� ������ �� �������� �� ���

����� �� ��� �������� ������ ������������� �� ����� ���� ��������� �� *�+!

$ ,�� ��� ��������� ������ ��������� �� �� ��� ����� �� $*�� �- .$* ,�/� �� ���

�������� ������ �� �������� ������� �� $*�� �- .$ ��/� "�� ���� ����� ���� ���

�������� ������� ��� ������ �� ���� �� ��� ����� ������ � � �� ����� ��

������������ 0��� ������ ���� � �������� ������ �� ������� �� ����� �� �� ���

��� �� ����� ��� ����� �� ���� �� ������� �� ������ ������� ����� 1���������

���������� �� ����� ��� ��� � �� ' �� �� ��� ��� � ���� �� ��� ����� �����

������� ��������� �� ��������� ������� ���� ���� �� � ��������� ��� ����������

�� ��� ������ ��������� ����� �� ��� ������� ����� � � ����� �� ������ ������ (����

������� ����� �� ������� ��� ����� �� ������� �� ����� ��� ������ ������ �� ��

S0

S1

S2

T1

T2

IX

IC

ICAbs F

A

IC P

������ � � � ������ ��������� ������� ������� ��� ������� �� ��

����� ���� �� �� ���� ����� �� � ���� ���� �� ������������� ��� !�"

������� ������# �" ������� ������# ���" ����������# $%" �������� ���������#

�" ������� �� �# $&" ����������� �������# '" ���������� �� �# �" ������

�������� �� ����� ���� �����

Page 85: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������ � �� ����� ����� � ����� ��������� � �� ��� � �������������������

����� � �� ������� ���� ���� ����� � ���� ������ �������� ����� �� ����� �

��������� ��!� � � �� ���� � " � � ��� � �� �� ��� ��# � �����# ���� � �

�����# � � �� �� ��������� � �� ���� �# ���������� !������ � ��� �

�������� � ����

$������ ���������� �� !������ ��� ������ � �� ����� ���� ����

���������� �������� ����� ��� ������������#� � ��� ��� �� �!����� � ��

!������ ������ � �� ����� ����� � ���� � ������ ����� ������ ��� ��

�!����� ���� � ����� ����� ��� �!����� � �� ��������� ��������� �%�&�

���� ��� � �� �����# � � �# �������� ����� ��� �� ��������� ��� �� �������

���� � �� ����� ���� �� �� � � � � ���� ���� � �������� � � � ��

����� ����� ���� ���� ��� � ���� ��������� �� ��������� ���� ����� ��#

���������� �������� � � ��� � �� ����� ����� ������! ���� ������� ��

���� ���� ���������# � �� ���� ��������� �����

� ������� ��!� � !������ ��# �� �� ������� ���� � ������ �� ����� �����

������!�� �� ��� ������ � �� ����# ���� �

� �

�� �

� �� � � �'�"�

���� �� � �� �! � ��� ���� � �!������ ��� ����� ����� ��� �� � ��

������ �� ������!�� ����� �� ������!� ��� ����� ����� � �� ��# ����# ���� � �

����� ����� ������!� � � �� ���� � ��� ���� �

�� ������� !������ ��� �� � ����� �� � ��� ��������� �� ���� ������ � ��

������� # ��!� � ���� ���� � ���!�� ����� # ��! �� ��� ��(�� $������

�������� ����� ��� �� !������ ���� ����� � �� ������ ����� %���� �� ����� � �

������������ ���� ����� �� ���� �� � !�� ���� ����� � ���� � ������

� ��� ������ ��� � � ������!� �� �� ����� � ")�� � " � * ��� ����� �

���! � ����� �� �! ��!���������

��� ������ �������� �� �

���� ����� �� � �� ���� � ������ ��������� ���� ���� ����������� �����

�� ��� ���������� ���������� ������� ��� ����������� � ����� ����� ����

���������������� �� ������ ���� ��� �������� ���� ������������ ����

������ �� ���� ���� �� ������������ ���� ������������ �� ���� �� ���� ����

���� �������� ���� ������ ����������� ������ ��� ��� � �����������������

�������������� �� ����������� ����������� �������������� !����������

Page 86: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� � � ��������������������� ���� ���� ��� ���� � ��� ��� ���������

�� ������ ������������ �� ���� �� ����� ����������� � � ����������� �������� ���

��������� �� �������� �� ���� �������� ��������� ���� � � ������ ��� ����

� �� � ������� �������� ������ ����� �� �� ��������� �� ��� � �������� � ����������

�� ��� ��������� �� ��� ��� ���� ������� ��� �� ��� ��������� � � ������

� ����������� ������ � � ����� ��� �� �� � ��� �� ���� ������ ���� �� �� ���

������ ������� �� � ������ �������� �� ��� ������ ����������� ����

� ���� ��� ��� �������� ������� ��� ���� � �������� ���� ���������� ��

���� �� ������ ��� �������� ��������� �� ������ �� ��� ������� ��������� ��

������ ��� �!������� ����� � � ������ ���������� ������ ��� ������� ��������� ��

��� ��� ���� � �� � ���� ����� ������� " ����� ��������� �� ���� ��� �������

��������� �� �� �������� � ���������� � ����� � ����� ��������� � ��� ��������

������� ��� �� ���� � �������� �� ������ ������ ����� ���� �� ���� �� ��� ��

������� ���� � ��� ��������

��� ���� ������ � ������ ����������� ���� ��� ��� � �� �� ������ ����

������� � � ������ ������ ������� ����� ����� ��� � � �� ��������� #$"� % � �

��� ������� #$"�& %������� ����� � � � ���������� �������� ����������� ���� � �

����� ��������� ��� ������ ���� �� ��� ��� �!������� � � ������� ���� � �

��� ��������� �� ��������� ��� ���� �� ��� ��'�� ������ ����������� ��� ���� �

����� ��(�

������ �� ��� � ������� � ����� � � ��� ������� ���� � � ���� ���� ���

������������� �� ��� ��� �!������� ������ ��� �� ������� ��� )** �� +��

�� ��� �!������� ������ ����� ��� �� �������� �� �������� ,������ � � ������ ���

���������� ���� ��� ���������� �����! �� �������� � � ��� ���� � � � ����� �� �� � � �

������ ������� -�� �!����� ���� � ������ ����� #)). �%� ��� ������ ��������� ��

������� �� ���� ���� � ������� � � ������ � ����� $"� ���� ���� ��� ���

������������� �� �� �!����� �� )�/ �� $"� �� ���� � � ��� ������� � � �

��� ������� ���� �� ��� ������ ���� � �� � ���� ��� � ��� ������ ���� ����� "�

����� � � ������ �� ���������� ���� � � ������� ����������� ��� $"�

��������� �� ����� �� ������� � �� ������� �� ����� ������� 0�������� ��� ��

�� ��� ���� ��� ����� � � � � ����� ������� ����� � �� � ��� �� � ��� ����!

���� �� ������ $"� � � ��� ���� ��������� � $"� � ,� ��1�� ��� ��� ����

��������� �� ���� ����� � � � � �������� � � ������ ��� ��� ������� �� ��

����� � � ����� �� �� ���� ��������������

Page 87: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� �������� ���� ������

��� ����� ��� ������� ���� ��� ��������� �� ������ � �� �� �����

� �� �� ������� ����� � � ������� ��� ����� �� ��� ������ � ���� ��

� ������� ������� ��� �� ���� �� ��������� ������ �� ��� �� ������� ���

�� �� ������� ���� ������� ��������� ��� �� ��� ��� � ��� �� �����

��� !�� ���� � � �� ������� � � �������� �� �� ������ " ����� ��� �

#���$� ����� ���� ����� �� ���� ���� ��� �������� �� ���%�������� �������

����� � � �� � ������ ��� �� � ���� ��� � ����� ������� �� ���%&'

���� � � � ���� � �� ������ �� � ����� ���� �� � �� ��������� � ���

� ��������� ����� ������ ��� (� ��� � � ������ �� �� � �� ��� � ��

�� �� ���������� �� ������ �� �� �� �������� ����� � ��� ������� �����

� �� ���� �� �� ��� � ������ ������� �� � ����� �� �������� �����

����� � ��� � � �� ���� � �� )*+, �- �� ���� �� �� .��� �� � ��

������� �� � � � ��� �� ������ ���� ��� ������ ��������� �� ������� ��

��� � � � /0, � � ������ ��� ����� �� �� ���� ������������ ���

��������� ���� 1234�

5����� ���� ������� ���� ���� ���� ����� ��� �� � ������� �� ��� �� ���� ���

� �� ����� ���� � ����� ������ �� ���� �� �� �������� 6�������� �

����� �������� ����� ����� � ����� ����� � �� �� ��� � ����� ������ �

� ���� ���� 2 ����� ����� �� ������ ���� ��� ���� ��� ��������� ��

������ �� ��� �� ���� ���� )7#- ���� %� ����� ��� ������� � ���

���������������� ��

���� ��

����

��������� �� �� ���� ���

��� � ���

���

���

���

���

���

���� ���� ���

������ ���

���

���

���

���

���

���

���

���� ���

���� ���� ���

���� ��� ��� ���� ���

� ����� � � ��� ���� ���� ���

��!� �"�

# #$% ���

��� ���� ���

&�' ��� &$ (�� �(# ���� )" #$ � �� ����" � �� �$ *��$ �$ �

(��� +������� ��! (����� *�, ���$� ��! )" �� �� �) ��( �����

Page 88: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������� �� �� ��� ��� ����� � ��� � ��� ��� � ��� � ������� �� ���� ��

�� ���� � �� � ����� �� ����������� ��� �������� ����������� ������ �!����

��� "# �����$����� ����� ��� ��� %��� ���� �� ���� &���� �

��!�� ��� ��� '� � ��� �%�� ������ ����� � �() ��� ��( ��

* !���� � � ������ ������ ��� ��� %� ���� �� ����������� ���� � ��� ��� ����

���& �'��� � ��� ������ ������ �&� �� ��� �%�� �� ���+����� ��%���� �

�������� ��� ����$�������� ���� �� � ,�-.*/ ����� 01�2� �3 ��� %� ���+�����$

������ �)) � � '�!����� � �������� � �� �� ����������� ���� � ���

"����� �� ���� �� � ��!����� � ���� ���� ����� ���� � � � ������ ����

�� ,�-.*/ ��� ,�-.45 ������� ��� ���� ������ � ���� ������ ��� %� ����

���� � ������������ � �� ��� ����%�� ��� �� �� ��� '� � � ���� ����� ���

������ �� 0676�3 ��� ��� � ��� ������ �� � ����%�� ���� ������ ��� 8��

%��� � ��������� ��� %� ������� ��� � ���� '� � ���� ���� �� �

���+�����$��%��� *�������� � ����� 0�9� �3� ��� ������ ������ ��� � � � �

����� � ������ ������ ���� ��� �� �� �� ������ ���� ���� ����� �������� ��� %�

% ����� ��� ��� ��� ��� %� ���� �� ���� � �� ������ �� ����������� �������

� �� ��� ����%�� ��� �� �� �%��� �� '� � ��� ������ % ��� � ����%��

���� � �� ���� ������ :������ � ���� ��;� ��� ����!����� ���� �� ��� ��!�

� %��� '����� ����� 5�� ����� ���� ��� ��!�!�� �������� � ��;�����

������

* !��� ��!����� ������ ����� �� �� �� ���� ������ ���� �� �� ������ ���� �� �����

�� ��� ���� � ��� � �� !��� ��� ������ ������� ��� � ��� <��!�� � ���

%� ��� !��� ���� ��� ��� ����� �� �� ���� ����� �'�� �������� 1( � ="� � ��

����%�� ��� ��� ����� �� �%��� �� '� � � ���� ��� ����� ����� ���

���� � �� '�!����� ���

7����� �� ��� �������� �� �� �� �� ����� � ��!������ �������� ��

�� ��� ���� �� �� %��� ��� ����$�� '�!����� � ������ 6�� �>� ���!��� ����

�� �� ����%��� � ��� %��� ���� ������ �����!� ������ �� � ������ � �

���� ������ *�� �� ����������� ��!�� ��� ��� ���� ���� �� ��� ����� �

���� ������ '��� %� � ���� �� ���� � ���� '��� ���' �� ��� ��� �� � �!��

�� ���� ��� ������ ���� �� ��� ���

��� ������� � �������

?+����� ���� �� ����������� ��!�� ��� ��� ��� ������� ��!���� �� '

�� ������ ��� $�� ���� ��� ������ ��� ��� ��� ���� �� ���� ��������

��� �� �� ��� ���� ������ ���;� �� ����� �� � ������ ��� �� ���������

� �� ����������� �� ���� � ���� �� � ���� ��� ������� ��� � ���� ����

Page 89: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������� � ��� ����� � � ���� �� ������������ ����� ���� � ������������ �

���� �� ���� ���� ���������� ��� ����� ���� ������ ������� �� ������ �

���� ��������� ��� ����� ��������� ��� ����� � �� ������� �� ��� ���� ����

�� ������� �� ������� � ���� � ��� ����������� ��� ��� �����!����������

�� ������ ������� �� �� ���� �� ������ ��� ��������� � ������� �

��������� �� � ������� � ����� �� ��������� ����!���� "���� ���

�������� �� ���� ����������� �� ������� �� ��� ����������� �

����������� �� �� ������ ��� �� ��� ����������������� #��� ������� ����

�� �� ���� ������������� �� ���� �� ��� �������� �������� ������� ��� ��� ��

�� �$������� ���������� ��� �� ���� �� �� ���� �������� �� �� �� ������� ��

���������� ��� ���������� �$������� ��������� "��� �� �� � �������� �� ��� ���

������� �$������� ��������� �� �� �� ��������� ��� ����������� �

���������� �� ��� �����

��� ��������������� �������

%����!���������� ������� �� ���� ������ �� ����!������ �� ����� ��� �$�������

���� �� ��� ������� �� �� ����� ��� ������� ����������� "�� �������

�������������� ��� ���� ����� ��������� ���� � ������������� ���� ��

����� ����� �� ������ ��� ����� &� ��� ����� �������� ��� �������������

�� ������� �� ��� ���������� ���� �� ������� ��� ������ ��������'����� "�

������ ��� ��� ���������� ��� ������������'��� ���!��� ���� �� �� �����

&� ���� ��� �� ������ � ��� ������ ��� ���������� �� �� ��������� �

����� ����� ����� �� ���� �� ���� � ��� ��������� ��� ���������� ��

������ �������� ���� �� �� ��(������ ������������ )������ � �� ��

���� � ���� ������� ��� �$������� �������� �� �� ������ �� ���� �

�� ����� ������ *���!�� ������(��� �� �� ���� �� ��� ��� ����������� ���

��������� �� ������ ����� ����� ��������� ����� ������� ��� ��� ��������

�����

"� ������� ��� ������������� �� ������� ������� ������� ������������ ��

�� ���� �� ���� � ��� ��������� "��� �� ��� ���� ������ �� �����

���������� ����� ��� ������� ��������� �� ��(���� �������� �(��������

������ + ������ ������ �� �� ��� ���� ����� ��� �� ,,- ���� ������

�� ������������� )��� ������� ���������� � ���� ����� �������

����������� ������������� ��������� ��������� �� ��������� �� ����

�� ����� �� � � ����� ��������� ����� �.#+� ���������� "�� �������� ��

��� ���� �(������ ���� � ���� ������� ���� ����� �� ���� �� ��� � ��� ���

����� ����� +������ ������ � ���� ������� ���� �� ��� ���� �� �� ���� �

���� �� ������� ��������� ,��������� ���� ������� ���� � ���� �� ��

�������� �� �� � ������ �� ����������� �� ���� ����� ����� � �������

Page 90: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�� ��������� �� � � ���� � � ������ ��� ����� ���� ���������

� � �� � ��� �� �������� ������� � ������ �� ������ ��� �� �

������� ��� ����� ���� ��� ������� ������������� �� � ������� �����

����� �������� ���� �������� ��� � �������� ��� �� ��� �� ���� ��� �

������� ������ �� �� � ���� �� ���������� � � ���� ��� � ��� ������ ��

��� ���� �� � ���� �������� ���� � �������� ��� � ����� � �����

��� � ���� � �������� �� � ������� �������� � � ����� �� ���� � ��

���� ������� ����� !�� �� �� ������� �� � �������� ����� ��� � ���� ��

�������� �� !� "�� � ������ �� � ������ ��� � ���� � ���� �� � �����

�� !���

� #���� � ����� �������� ������ $%� ����� ��� ������ �� !��!���� & ��

����� �� �� ����� ��� �� ���� ��'������ ��� ������ ������������ �� ���

�� ��� ������������� �� ������� ���� �������� ��� ���� � ���� (��� )*+,'

*++-� & ����� �� � �������� ������ �� .���� +'*� � � ���� � ����� ���

� ������� ���� )/ �� ����� �� � ��� �� !� "�-� ���� �� �� ���������� ��� � ��

���� ���� �� ,�0 ��� �� �� �������� ��� � ����� & ������ �� ������� ��

��� �� ��� ����'�� �������� � +��'1�'������ ������ 2����� ���� �� ��� ��

���� � �� ��� � �� � ����� ���� ������������� & ����� ������� ��� � ��

����� ��� � ��� ����� � �� ��� ������ ��� �� ������ ����� �� ��� ��

������ � ������� ���� ������ �������� ��� �� & ������� ��� � ��

�������� ������� �� � ��������� ��� ���� ��� �� ����'���������

����� ���� ������ � ������ ������� � 2������� ��� ���� ������ ���

����� � ����� ������� ������ & ���� 2������ �� ������ �� �

����� ������� �� �������� � �� �� ������� ���������

N2-laser337 nm

Dye-laser405 nm

MirrorMirror

Dichroicmirror

Filter

Opticalfibre

Lens

OMAmainframe

Lens

Poly-chromator

Detector

Target

������ � � � ������ �������������� �� ��� ��������� ���� ��� ��

���� ������� �� � ���������������

Page 91: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

� ���� ���� � �� �� � ������ ��� ������� �������� �� � ������ � � � ����

������� ��� ��� ���� ���� ��� ��� � � �� � ���� ������ �� ��� ��� �� �

��� � � ��� ������ �� � �������� ���� �� ��� � ��� �� ������ �������� �

�� � ����� � ��� ��� ���������� !"���� #$%� �� � ������ ��� �������

���������� ������� �� ��� ��� ������������ ��� � &� �� ��� ������ ��� ���

��� ��� ������ � � �� �� ��� ���� �� � �����'� �� � � !( ��� )'*%� ���

�� ��� ������ ��� ��� �+� ��� � ������ ��� � ��� ������� ����� �� �����

����������� �� ��� ���� ����� � �� �� ���� � ���� ��� ���� ��� ���������

���� �� ���� ��� ���������� ��������� �� � �������� ��� �� �� �� ��� ��������

� �� �� �� ��,� �� ������ ��� ������� ��� ����������� ���� ( ����� ���

�-� ���� �� �� ������� � � ��'������� ��� ���� �� �������� ���

� ��� �� �� ��� ������ � ��� � ���'��� �������� � ��� �� ������ ���

�-� ����� �� � �������� ������� .��#$/01� ��� ���� ������� �� ��

� ����� �� � ��� ������ ��������� � ���� ��� ���

����� ����� � �����

��� ������� ���� �� ��� ���� ��� ���� � ���� � ���� ������ � ���� �

����� ����� $ ���� �� ���� ��� ��� �� ����� �� �� ��� ��������� � ���� ��

��� ���� ����� � � �� ���� -�� � ���� $�� ���� ��� � �����

������ � ��� ��� �������� ��� ������ ��� ��������� ��

� ���������� �� � ������ ������ ������ �� ��� ������ ���� �� ��� ��������

�� �� ��� ��� � �� � ����� ���� ���� � �� ����� �� ���� � ���

����� �� ��� �� ������ ������� � ���� ��������� ��� ��� ������ �

������ ����� �� ��� ��� �� � ������ �� ����� !!" ������ ������ �� �

������������� �� � ������ � �� ��� ������� ����� �� ��� � ����� ��

�� ���� �� ��� �� �� �� ��� ���� �� ��

Page 92: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ����������� � ��� ������� �� ������ ��������� �� ����� ����������� ���

������� ��������� ������ �� �� ��� ��� ��� �� ������� ������ ��� �������

����������� ���� �� ������� ����� ����� ����������� ��������� �����

�� �� �� �!����� �� ������ ������������� ��� ��� �������� ����������

���������� ��� ������� �� "�#��������� ���� ������ ��� ����� �� � �����

�� ���� ��� ���� � $% �������� ����� � �!�������� ��� �� ����� ������� ��

�� ���� � ��� ���� ���������� ������� &� ���� ������� �� ��� ��� ������� �� �� �

����� ����� ����� ���������� �� ��� ���� ����� �� ����� ���� ����������

������ ��� ��������� ������� ����� ����� ��� ���������� ��������� &� �������

��� ��������� � ����� �� � ������ ���������� ���� �������� ������ ��� ���������� �

��� ���������� ������������� ' ����� � ������� ���� ���� ���� ��

��������� ���� ����������� (���� �� ��� ��������� � ������������� ������ ����

��� ������� ������� �� ����� ���������� ������������� � ��������� �������

'������������ ��)������� � ������ ������� �� ������ �!�������� � ��������

������������ ������� �� ����� �������� �� ������� ��� ���� ����������

����������� � �� �� ���������� ������ *�� ������� ����� �� ������ ���������

� ��� ����� �� �� ���� ���������� ������ ��� ���� �������� ���� � ���������

����� � ��������� ���������� +,������������ ���������� ���������

,&-.� /����! ������������ $��� 0$� $�����1� ��� �!�������� ����� ����� � ����

������ �� ����� � ���������� ����� ��� +234 ��� 256 ��1 � � �������

������� ���� +22� ��1� ��� ���������� �� �������� �� � �� ��� � ����

���������� ����� �� ��� ������ ��� ��� ������ �� ����� ������ �� �� �� ���

�� ��� ��� ���� ������� � � ����� ������� �� ����� � ����������� ������

��� ������ ��� ������ ��� �� �� ������� �� ������ �������� ������������ ���� ��

�������������� � ��� ������� ��� � ��� ��������� � ������ �� ��� ���� ���

��� ����� ��� �� ��� ���������������� �����

' ��� ������������ ����������� ���������� ������� ������� ���� ��� �� ����

������� ���� ���������� ���������� ��� ���� �������� �� ,���������� ����

������ ���� ������������� ����� �� ����� �� �������� ��������� �������

������������ ������ �� �� ���� ���������� ����� +-���� 6�21� ��� �� ������

�� ������ �� ��� ���� ������������� ��� $$7 ������ ��� ������ � ��� �����

�� ����������� ���� ��� �!�������� ����� ������ � �)������������� '��!������

���� ����� �� 5�3 ��� ���� ��������� ������ ������ ��� ��� � � ����� �����

����� �� ���� ��� ������ ����� ����� � ������� ������ ��� �����������

������� ������ ��� ���� ���� �� ����������� ���� � ������������� +(7 �

','�������� 8&/1 �� ����������� ��������� ������ �� � ������ � ���������

9������� ���� ���������� ����� ���� ���� ��������� ��� ����������������

���������� +������ �1 ��� �������� �� ��� �� ���������� ������ ���

���� ���������� +1 ��� �������� ����� 2#3 ��� ��� ��� ���� +1 �� ��� �����

������ �� � ��� ������ ��� ���� �� ������� ��� �� � ��� ���� ����������

Page 93: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

���� ������ �� ������������ ������� �� ��� ������ ��� ����� ��

�� ����� ���������� �� ������� ������� ��������� ��� ��

�� ��

� ���

��

����

�� �������� � ! �� �� �� � ���������� ������ �� ����� ����� ��

����� ������������� "��� �������� ����� �� � ���� ���� �� ��������� ������� ��

�� ������� �������� ������ �� �� ����� ������������ ����� "�

���� �� �� ����������� �� ��� #��� �� � ���$ ����� �� � ������ ����

��� � �� �� ���$ ��% ���������� ���� "� ���� �� �� �� �� ������ �� � ��

�� �� �� ���� ����� � ���� � &����� ��� ���� �$��� �� ��������� #���

'('�)*" �� ���� �� )��� +,,�+,,,� '� ����� �� �� ���� �� ���� ��

���� ����

' �$ � ���� �� ��#��� ��� �� ������������ �������� ������� ��

����� #�� ���� �$ -���% �� ��� �� .������� "��� �������� �� ��� �� �

���� ������� �������� ���� �� � �� ���� �������� �������

������ �� �$ ����� /��� ���� � �$��� ����� �� � ��������� �����

��������� �� �� �������� ������� � �� ������ �� �� ������������

��� � ��� � � "� ��� ��#�� � �� ���� ��#� �� ������ �������� ��

Quartzlenses

Object plane

PulsedUV source

Dichroicmirror

False colourimage

l ll l

CCDcamera

Lens

Imageintensifier

Passbandfilters

HV supply

Trig

Videosignal

Splitmirrortelescope

PC

3.0 10

1 32 4

������ � ��� ����� � ��� �� ���� �� � ��������� ������� �������

Page 94: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� ������� � ����� ������ �������� ��� � ����������� �� ���������� � �� ����� ���

� ���� ����������� ���

� � ��������� ��������� ���� ��� � �� �������� ������� �� � ���� ������ �

��� �� �������� ���������� ����� �� �� ���� � �������� � ������ ����� � ����

����������� � � ��� ������� � � �� �� ����� ������������ � � �� � �����������

�� ���� � � ��� !"���� #�$%� &�� �'������ � ����� � ��� �� � ����� !( ��%

���� ��� ����������� ��� ����� !�)$ ��%� &�� �� �������� ����� �� �������� �� �

�������� ����������������� ��* ������� ������ � ���� ���� ���� � ���� '�������

+ ��� &�� ������ �� ������ ��� � ��� �� ������ � ������� � �� � ��� ����

����� �� �� ��������� ��� ��� �������� ��� ��� �� �������� ������ & � �� ���

�������� ������� �������� �� �������� ������ ��� ��� ���� ���� ��� ���� ��

����� �� ���� � ������ ��� ������� � ��� �'������ � ����� " � ���� ��'��� ���

�� �������� �������� �� ��������� �� � ��� ��������� ������ �� ������� � � � �

�'� ������� ������ &�� �������� ��������� � �� ���� ��������� �� � ���� �� � �

������ &��� ������ ��� ���� ��� � �������� ������������ �� �� �� � � ��

� ��� � �� ��� ������������ � � ��,�-����� ��� � �� ���� ��� �� ��������

�������� � .�* �� � � +)/ � ���� �� �� �� �� � ������ � ��� ��� �����

� ���� �������� &�� ������ ������� �� �������� � �� ������ �� ������� �� ���

���� ����� ����� � ��� �����������

&�� �� �������� �������� ������� ������ �� ��� �� �������� ��� ��� �����

� � � ������� ������ ����� ��� �� 0�� �� � ������ � ��� �0��-*& �

���� � ���� ���� �� !-����� 122�1222%���� "���� #�# �� � � ���������� ����� ����

Pulsed laser

Photodiode

Gate and Delay

ICCD

Sample

������ � ��� ����� �� �� � ������������ ������������ ������� �������

��� ���� �� ��� ���������������� �� � ���� �� ������� ������ ���������

��� ���������� ����� ����� ��� ������������ �������� �� ���������� ��� ����

���� ���� ��� ������������ �������� �������

Page 95: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� �� �� � �� �� � ���� ������ ��� � ���������� �� �� � ���� �� �����

�� �� ��� �� �� ����� � � ��� �� �� � �� �� � �� � ���� ��� ��� �� �����

������ ����� �� �� ������ ���� � ��� �� �� ����� �� �� ������ ��� ��

����� �� �� ��� �� ������ ���� � �� � ���� �� �� ���� ������ � ���� ���

������ � ����!� �� "�� �� ����������� ����� �� �� ��� � �� ����� �� ��

��� ����� �� �� � � ����� � �� ��#�� � � ���� � ���� � �� �� �� � ����� �� $� ��

� ��� �� �� ����� �� �� ��� �� ��� � �� � ���� ��� � � �� ��#��� � ���� �

�� ���# ����� �� �� ��� �� � �� � ���� �� ��%�� �� ����� ���� ���� �����

�� ���� �� �� �� ����� �� �� ��� �� � �� �� � � ����� ����� �� �&� ��� ��

�� � !� �� ����� ��� �� '�$(� �&� ��� ��� ����� � �� �� ����� ���� ����� �

����� ����� ��� �� ����� �� ��� �� �� �� ��� � �� ���� �� �� �� ��� ��

� ���� � �� �� � ���� ���� �� �� � ����� �� �� ���� �#���� �� �� ��

� �����) �� �� � ����# ������ ����� �� �� �������# � '�$( ����� �� �� ����� �

�� �� ���� ����� �� ��������# � ��������� �� �� �� �� � � ��# � ���� � ����

���� ��� ��� �� �� ���# ��� �� � �� ����� ���� �� ������� ��) � � � ���� �

��������# � ��������� �� �� ��� � ��� � �������# � '�$( ����� �� �� � � ������� ��

� � ����# �� ����� �� ���# ��� �� � �� � �� �� ������� � ������ ����� ��� ��

� �����

*��� �� ������������ �� �&������� � '�$( ��� ����� �� �� ��# ����������� ��

� ����!� ��� � ���������� ��� �� �� +� �� ��� ������ ����� �� �� � ����

������������� ����� � ������ ���� � ��# � ��������� �� � ������ �� �

�������� �� �� �� ��� �� �� ���� � ����!� �� ����� � ����� ���� �����

������� ���� �� ����� ����� �� ������ �� � ,- �� � �� ,- ����� ����� ���

����� �� �� ��# ����������� �� ������� ���� � �� �� � �� ���� �� ����� � �

.�������� ������ ��� ���� ���� �� ����� �� �� ��� � ��

Page 96: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��� �������� ���������� �������

��� ��� ��� �� ��� �� �������� �� � ������� � ���� � ������ ���� ��

�� ��� � ������� ����� � �� ��� ����� ���� � �� �� ��� �������� ��

������ �� �� ���� � ������� �� ��������� � � ���� ������� ���

������ ��� �� �� �� �� ���� �� � ������� �� � �� ��� � ��

�� ������� ������� ����� ����� ������� � ���� �� �� ��� ��� ������ � � ������

� ������� �� ����� ������ � � ��������� ������ � � � ���� ����

Multicolour fluorescence imaging Fluorescence lifetime imaging

Photograph

b

1.5 8

I(red) / I(green) Lifetime (ns)

8 16

a

c

������ �� �� �� ���� ��������� ������ ���� ������� ����� ��� ��� ��

�� �� ������ ��� �� ���������� ���� !"#$% ��� &�������&� ��

��� �� ���% ��� � ����� �������� ���� ��� ����������� ������ �����

������� ���% $�� ��'� ������� ���� � ��������� � � ������ �� ���

&�������&�% $�� �� ��� � ������ ��������� ��'��� � ���� ����������

������ ����� �����% ��� ������ ����� �������� ����� �� ��� ��� ����%

$�� �� ��� � ����������(�� � � ������ �������'� ��������% $�� ���� �����

! �� �&&���� ��� ��� ��� ��������� ��)����� *��� �� � ������

�������� ���� ��� ������ *�� ������� !%

Page 97: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

��������� ��� � ������ �� ���� �� � ���� �� ����������� ���� �� �������� ���

��������� �� ��� ������ ������� � ��� ���� � ������� ���� ��� ���� ��� ����

����������������� � ���� ������� ��� ���� ������� ����������� �� ��� ����� � !�

�"! �� ��� ""!� !! ��# ��� �� ��� �� ��� �$�������� ����������� �%!" ���

%&" ��# �� ����� ��� ������ ������� � ��� ���� � � ������ � '� �������� ��� ���

����� ���� ���� ���� ��� ��������� �� ���� ����� ��� ������ ��� ��� �� � � ����

��������� ���� ���� ������ ��� ���� ����� �� ���� ����� (������� ���

�������������� ������� ����� ���� �� ��������� ��������

������ ��� ���� �� ����� � ������� �� ��� ���� �� �� ��� � ��� ���� ����� ���

)��� � �� ����� ���� ������� ����� � ��� ��� �� � ����� ���� �� ������ ��� �� ���

�� ������� �� ��� �*�� ��$ ��� � ���� ������� ����������� �� �+� ����� ���

,-� ������ ���� ���� � ��������� ��� .�/0 ���� ������� ���� �� �� ��� ���*�

�� ����� &" �� ��� �!" ��� �� ����� ����������� ��� � �� ���� � �� ����

���� ������� � �� ��� ������ �������� ������� ���� ���� �� ��*�� ���� ������� ��

� �� �� �������� ��� ������� ������ ���� ���� ������� ��� �� ��������� �� ��

�$��������� �� ��� 1���� � ������ ��� � �� ���� �$�������� ��� ����������

�� ������� �� ��� ������ ���� ����� ���� ����� �� �� ��� ��� ����������� �� ���

��������� ������� ��2� ��������� �� ��� ����� �� ������ ,����������� ��� ���� ��

��� ����������� ���� ����� ���*� ��� �� ���� �� ��� ��� ��� ����� � �����

����� ����� �� �������� �������� ���*����� ��� � ����� �� (���������� ��� �� ����

������� ����� �� ��� �������������� ������ ������� � �������� ����� ����� ��

�� ���� �� ��� ��� �$�������� ������������

� ������(�� ���� ��� ���� �$��������� ���� �� +��� �� ������ ��� ���� �������

��������� ��� �������� ����� �� ���� ������ ����� �� *� � �� �� �� �

���� ������� ������ ���� ������(�� ��� � ����� ���� ���� �� ������� �"�3� ,��

02468

10

500 600 70002468

10

500 600 700

Inte

nsity

(a.

u.)

Inte

nsity

(a.

u.)(a) (b)

Wavelength (nm) Wavelength (nm)

������ � ������ ����� ������ �������� �� ��� ��� ������ ��� ��� ��� �

���������� �� �� ���� ��������� ������ ����� ��� ��� ������� ���

��������� � ���� ����� ������� ����������� �� !"!� ��� �� ��� �� �

������ ���� ������ ����� ��#$ ��� %$ ��� ��� � �� ��

���������� ����� ������� $%% ��� ���� ��� ������ ����

Page 98: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

������� �� �� �� ����� �� ��� �� � ������ ��� �� �� � � � �� ������� �

�� ���� �� ���� � ���������� � �� ������� ������ �� ��������� � �� ����

����� ��� �� � ������� �� �� �� �� � ���� ��������� �� ������ �� ����

� �� �� ����� �� � ���� �� ����� �� � ������ ��� � � ��

�������� �� � ������� �� � �� � �� ���� � ��� � � ����� ��

���� ����� ��� �� �� ����� � � ���� �� ��� � � ��� ����� �� ��

����� �� � ������ ��� � � � �� � � �������� �� � �� ���� � ��� � �

����� � � ����� � �� �� ��������� � ���� ����� � � ���� �� ����� � �� � ��

���� �� ������� �� �� ������ ��� �� �� ������ ��� ���������������

������� !� �� � � ����� ���� �� �� ���� � � �� � � � �

�� ���"������ ��� � ��� � ���� ������ ���� ����� ��� �� ���

���������� � �� ��� ������ �� �� ����� �� ��� ��� ����� �� � �� ��������

�� � ���������� �� ���"��� #$#� ��� ���� �� � �� � � �� � � ��

������ ����%���� &� ��� ��� � �� �� �� �� � ������� ��� ����� ��� ��

������ � ��� �� ���������� �� ��� ��� ���� �� �� ����� �����

���� ��� ����� � � ���� � �������� ��� �� ���� &� �� ��� ������ � ����

�������� �����

'�� ���� ������� �� ���������� �� � ��� ���� ()* � ������ � �� ��

��� ��� � �� ��� � ��� �� ������ �� � ��� ��� �� �������� �� ��

�������� �� � � ��� ���� �� �� ����� ���������� � �� �� �� �� �������

�� � ��� � ����� � �� � ����� � ��� +,) � -� �� ,"./� ���� ��

����� �� � -++0 �/ ��� �� � �� � ������� �� � ��� ��� �� ��������

������� � ����� �� � ������ ��� �� #��� � �� � ����� �� �� ������� ��

����� � � �� � ��� ������� '�� ���� � �� ������� �� �� ���� � � ���� �

� ��� �� � ����� 1���� ����� � �� � �������� ������"�� � ���� ��� ���

�� ����� ��%��� �� �� ����� ����� ��1� � � ���� �����

2 � �� ��� � � ���1� � �� � ������ � ��� �� ������ �� ����� �� �

�� ���� 3 ��������� ������ �� �� �� �� ���� ��������� �� � � �� ����

-45$6/� ��� � ���� � �� � � �� ��� �� �� �����% � �� ���� 3 �����

� �� �� �� ���� � � ��� � �� �� � ���� � �������� � ���� ���� � � � �����

�� ���� ���� 7. ��� ���� � ". ��� ��� � � ����� � � � ����� � ��

���� � �� �� �� � �� ��� ��� �� ����� �� � ���� ������� ���� �� ����� ��

���� � ��� � �� ���� ����� � � ��� � �� ������������ 8������

����� � ����� -89#/ �� ��� � �� � � �� ������ �� ����� �� �

� �"���� � � �� ���� �� ��������� � �� �� 89# �� �� � ��� �� ��

��� ���� � � � �� �� � ��������� �� �� ������ ����� � ��� ����� ���

���� �� �� ���� �� �� ������ �� � �� 89# �� ��� ��� � �� ������

��� �� ������ �� �� ����������� � ����� ���� ���� �� �� �� ���� &�� �� ��

�� ���� �������� �� ��� � � ��� � � �� �� ����� ��� ����

����� ���� �� ��������� 4�� �� �� ���� ������ �� � �� � 1��� � ������

Page 99: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

��

�������� �� ��� ���� � ������ ��������� �� ��������� � ��� �

������������� ���� �� ���� �� ��� ���������� ���� ����� ������ ��� � �����������

�� ��� ���� ���� ���� ��������� �� ����������� ���� � !�������� "���� �����

���� ���� �� ������ �� ��� ������ �������� �� ��� ������� � ��������� ����

���� ���������� ������� �� ��� ��� �������� #�� ���� ����� ���������� � ����

��������� �� ��� � ���������� ������� $��� ��� ��������� �� � ��������� ��

���� ����� �����%������� ��� ��� ������ �� � ������ ��� ������ �� �� ���� �

#�� ����������� �� ������������� ��� ����� ����� �� �� � ���� � �� ���� ���

�� ��� ��� ������ ����� ���� ������� �� ��� �� ����� �������� &� ��� � ����� � ���

������ �� ���� ������ ������������ ���������� ������ ����� '()*+�

! � ! ��� ��� ������� ��� � ������ ��������� ��� ���� � �������� ���� ��

��� �� ���������� ��� ������� �� ��� ����������� ��������� �� ��� �� ��� ��� ������

�� ��������� ������� ��������� ������� � ��� ��������� ��� ������� ��� � &� �������

��� � ����� '�,-+ ����� � � � � ! �������� � � �� �� �� ����� ��� ��%����

�������� �� ���� ��� ��� ���� ���� ��� ��� ����� ����� � � #�� ��������� �

��������� �� � ������� ��� ��� ��� ���� �� ������� �� ����� �����

! ��������� ������ �� � ! �� � �� �� ����� .&&& �� ���� ����� ���

������������ �� ��&. �� �� �� ���� ��������� �������� ������� ����������� ��

!,!� &� � ! ��� ��������� ��������� ��� ���������� ���� ������������

��������� �� �� ����� ��� �������� �� ��� ���� ���� ������ �� ����������� &�

����� .&&&� ��� ������������ ���� ��� �� �� ����� ��� � ������� ���� ���

�������� ������� ��� � ��� �� ����� ��������� ������������ / ���

���������� ������ ��� ��&. ������ ������ ��� ��� ������ ����� ��� ��� ���� ���

0

1

2

3

4

500 550 600 650 700 750Wavelength (nm)

Flu

ores

cenc

e In

t. (r

el. u

.)Photo-productsx5

Protoporphyrin IX

Autofluorescence

������ � ��� ���� ������������ ��� ���� ���� ���� ��� ������������

����� ��� ���� �� ����� ���� ���������� �� ������ ��� �� � ������

����� ����� !!!"#

Page 100: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

����������� ��� ����� � � � ��� �� �� ����������� � ����� �� �� ���

������ ����� �� �� ��� � ��� ����� � ���� �� ��� ����������� � �

������ � ���� �� � ��� � �� � ����� � �� �� ��� �� �� � ��� ��

���� � �� ����� � � ��� � �� �� ��� �� !�� �� ���������� �� ��

"�������� ����� ��# � � �� � ���� � ��� �� � ���� �� ��� � ���� �� ��

� ��� � ��� � �� �� � ��� ��� �� �� ������ $���

��� ������

����� � �������� ������ ��� � � ��� � � ���� �� � � ��� � � � ��� ��

�� ����� % � ��� ���������������� ��� ������� �� � ��� � � � � ��� �

��� �� ��� ��� ���� � ���� ��� ���� ������� %�� �� �� �� � � ��

�� �� ��� ��������� � ���� ��� � �� ����� � ���� �� �������������

�� ����� �� ������ ���$ �� �� ���� � ������� � ��� ��� � ��� � ����

����� �� �� � �� ����� ��� ������� �� � ����� � ���� ��

�� � ��� �� ������ &��� '� ��� � �� � �� ����� �� ������ ���$ �

���� �� �� ����� ����� �������� �� � �� � (!(����� � )�*+ �� ��� � �

�� ������ � ���� �� ���� � ���� ������ ������� �� � � � � ,- ����

��� � ���� � ��� �� � � ����� %�� �� � � ���� � �� � ���� �� ����� �

��� ���� �� � � � ��$ ��� ����� ��� ������ �� �� ��������� �� �� ��� ������

���� ��� ��� �� � ����� �� ��� � ������ �� �� )�*+ �������� *� ��� � �� ��$

� � �� � ���������� �� �� ��� ������� �� � �� � �� � ���� �� � ������

��������� �� �� ����� � �� � � �� .�� �������� ��� ����� �

������� �� � �� �� � � ��� �� '� ��� ��� ���� '� ( ������

� � ���� �� �� ����� ��� ��� � � ��� ���� ��� ��$ �� ��$ �� ���������

�� �� � � �� � ��� � ��� �� ������ ���������

Page 101: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

)� ���!*�������������&

����������� �������� �� � ����������� ���������� ����� � ����� �������

����������� ���� ��� �� ������� �� �������� ������������ � ��� ������ ���

���� � ����� ������� �������� �� ��� ����������� �������� ��������� �� ���������

�������� ������ �� �� � ����� �� ����������� �������� !������ � ���

������������ ��� �������� �� ���� ��� ������ ��������� � ��� ������� �

������ �������� ���� �� ���������� � ���������� �"�� �������� ������� ��

������������ ���������� #�� ����������� ��������� ��� ��� �� ���� � �����

�������� � ������ ����������� ��� ��� ��������� ������� ��� ������� ����

������� ������ �������������� $%���� &'()� (����� ��������� ���� �� ��������

��� �������������� ��� ������� ��� ��������������� %������������ �������

���� ���� �������� �� �������� ���� �� � ��� ����������� ������� ��������� �� ���

��������������� ��� ������� �������� ��� � ������ ���� ��� � �� ������� � ����

� �������������� ������������ *���������� ������������� ������� ��� �������

����� � ������ ������������� ����� ��� ����� ��������� ��� ��������� *�������

����������� �������� ����� �� ���� �� ������� ������������ ��� ���� ���

���������� ������ ������� � �������� ��� �� ����������� # ������ ���� ��� ������

� ��������� ������� ������ ���� �� ������������ !��� � ������� ����������

�������� ��� ���� ����������� ��� �� ����������� ��������� $����� ���������

�+� ���",����� !�����)� #��� ������ ���� �� ���� ���� � ����� ��� ��������

�� �"�� ����� �� ������� ���������� ��� � ��� ��� ��������� �������� ��

�������� ���� ������ ������� ���������� '� ��� ��� ���� ���� � ����� ���

�������� �� �������� ������ ������� ����� ������������ ��� � �������� ���

������� � %#��

-� ���� ���� ���� �' ������ � ����������� ��� ������� ���� ������� ����%#

��� ���������� �� ��� ��������� � ����� ���� ��������� $%���� &'()� #��

������� �������� ��������� ������������ ���� ����� ����� ���� � ���������� �

.// �� $��� � ���������� � ���� �����)� #�� ���� ���� �� ��������� �������

��� ��� ������ �� ����� � �� ���������������� �������� ������� �� ����

����������� ���� $�� � .0�.0)� ��� ���� �� ������ �� 1� ��� ��� ���

����������� �� ��������� #�� ���� ����� � ��� ����������� ��� ����

��������� � � ����� � ������� ������������� � ��� ����� ������ �� � �

��� �������� ������� �� ���� � ����� � ������� � ��� ��������� ���"���������

������ -��� ��� ����� �� ��������� �� ����� ��� ������ � ������� � ��� "������

������ �� ����������� � ��� ������ #��� ����� � � ������ �� ��������� � ���

��������� ������ ����� �� "��� �� ��� ����� ������ #�� ������ �� ��������� ��

���� ������ ��� ���� ��� ����� ��� ��������� � ��� �������� �������� '� ��� ��

���� ���� ��� ��������� ����� �� � ������ ���������� ����� ��

Page 102: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

� ��

� � � ��

��� � �

� �� ����

�� � �� ��� �� � � ��� ��� ����� � �� ��� ������ �� ��� ��� �������� ������

������������ ��� � �� ��� �������� ����� �� ��� ������ ��� ����� ����� ����� ���� ���

����� ����� ��� ������� � � ������ �� ��� �� �������� � ���� ������� �� � � �����

������ ��� �� ��������� ���� ��� �� ���� �� ��������� ��� �������� ���� ������� ��

��� ����� ��������� !� ��� �� �� ��� ��������� �� ��� � � �����"������� ������ ��

������ �� ��� ������� ����� �� ����� ������ #�� �� ������ �� ���� ���������� �� ���

� ����� �� ��� ������� ����� �� ������ �� ������ ��� ���� ��� ��� ��������� #��

������� �� ������� �� ��� �� ������ �� ���� � ������� �� � ������"����� ����� ��

��� ������� ������ � #�� �������� ������ ��� �� ������������� ��������� �� �

����� ������ ��������� ������� � �� �� �$%&�'!# ���� $���� %���������� ()�

$��*+����� ������

! �� ��� ����� ������ �� �� ��� �� ���������� ��� ��� �� � �������

����������� ��� �� ������ �� ��������� ���� � ��� ����������� ���� ���

� �������� ��� �� ��� � �����"�� �� ��� �� �"� ��� �� (� ���� ��������� ��� ����

�� ��� �� ������ �� ��� ������ ��� �� ��� �� ������� �� ��� �*�� �� �����������

)� �� ���� ������ ��� ���������� �� ��� ���������� ������ �� �� ������� ��

�� ������ ��� �� ����� ��� �� �� ���� ��� ���� � ������� ����� � � � ������,���

)��� � � �������� ��� �� ������ �� �� ��� ��� - ��% . � ����� ����� �� ���

������ �� ����� �� �� ��� �� ��� �*��� )��� � ������� ���������� ������� ��

��������� ��� ���� �� ��� ���� ������ ����� ���� %� ��� ��� �����"�� �� ���� ���

���� ��� ������ ����� �� ������������ � ����� �������� /� ��� �� ������ ��

������ �� ������ ���� 0%#� ����� �� �� ��� �1������� ��� ��� ����

� ���� �� �� !� ��� ��� ����� � ���� ��� �� ������ ������� ��������� #����

�� ��� �� ��������� ���� $%& ��� �� ���� �� �� ��2������ ���� �� ��� �����"��

������ �� ��� ��� ��������� �� ���������� ��� � ������� ��������

Page 103: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

��+�������������

���� �� � �� �� ���� ���� ����������� ���� � ��� ���� ��� � ��� �� ����� � ��� � ������ ���� ���� ������ �� ��� ��� ����� � ��� ������� ������ ������� ��� �� ��� � �� �������� !������ ���� "����# ��� ��������������� ��� ��� ���������� ��������� ���� ���� ��������� ��� $ �� � ������� � � ��� ���������� � �� �� ��� ��� %�� ������� ������� �����������#

&��� � ���� $ � �� ���� � ����� �� � ����� �# '����� �������()�����# *����� �������� � ������� ��� ��������� ��� ��� ������� � ������ � � ��� ����+ ������ ���� ���� ����� � �� ���� ����� �� ����� �� ��� ���� ������� ������ �����������# $ �� ��� ����� � � ����� ' �� '������� �������� ����� ��� ���� �� � ���� ���� ��� ��� �� ��� ���� � ������� � ��� ����� ��� ���������� ��� � �# ,������ '������� �� ��� ����� ��� ������� ������� �-������ ��� ��� ��������� �������� ���������� � ��� ��#

& ���� $ � �� ���� � ����� ��� ������ � ��� ������� � � �� ��� �������� ����� ������� � �� ��������� ��� ���������# $ � �� ���������� ���� ������ .�� /��� 0��� 0������� ������ )��1��� $���� 2���� ��� "������)�� � ��� �� �� ���� ������ ������ �� ��� ������ ��� �� ��� ��������# $ ���������� ��������� ��� ���� $���� � � � ���� �� ��������� �������� 1��� ����� ������ ��� ��� ���� ����� �� ���� ��� ���� �� ������ ���� ������#

� ������� ����� � ����� ������� ��������� �� !����� $����� � ��������� ������ �� ��������� �� ��� ��� �������� �� ��� ��������� � ��� ��� ���(�� ���� �� � ��# $ ��� ��1��� ��� � ��� ��������� ���� ��� ��� ��� ���� ��� � � �� !����#

$ �� ��� ����� � � 3�� /��+ ���� ���� ���� ���� ��������� ��� ��� ������� ���� ����� ����� ����� ������ ��� ���� � ��� ���� ����� ��� ���� �� ��� ��� �� 4 �������� �� ������ ��� �� ������� ����� �������������� ����� �+ ������ ����� � �� ����#

&������� $ � �� ���� � ����� �� ������ ��� ������ � ��� � ��� ���� � ��������� ��# !� ������ ���� ������ ��� ���� �� �� �� ��� � ����� $ �� �������� �# !�� � ���� $ � �� ���� � ����� �� ����� "���� � ��� ��� ����������� � ���� ����� ��� ���������� � ��� ��� ������ � �����#

Page 104: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

,����&���������

������ �� ��� ������ � ������������ ������� �� �������� ��� �������������� �� ����� ���� � ��� � ������� �� �� � � �� �� ���������������������� ������ ���� � ������������ � ������� ����� ���� ���� �� ����������� ����� ���� � �� ������� � ������ ����� ��� ���� � �������� ��� ������������ �� ����� ���� ��� ������� �� �������� ������� �� ��� ���������������� � ��� �� ���� �! ��� ������� ��� ���� �� � ����� ������� �� ������� ������ ��� �������� ������� ��� ������� ���������� �� ����� ������!��� ����� ��������� �� ������ ����� �� ���� ��� �� ����� ��� ������� ���� ��� ��

����� ������! ��������� ������� ������ ����� ��� ������� ��� ����� ����� �� ���� �"! ��� ���� ������� � ���� �� �������� ��� �� ���� ��������� ��������� � ����������#��� $�������� � ��� ������� ��� ��������� ������ ������������� ��� ������ ����� ����� � ��� ��� ��� �%������

����� ������� �� �� ����� ���� ��� ����������� ���������� ���� ��������� ����� ����! �������� ��� ���%� &�� ����� ���� ��� ��������� ��� ��� �%����� ������� ��� '(() ��� ��* ��+� ,��� �� ��� ������� ���� ��� ������ ���� �� �-� ���� �� ��� ����� �����

����� � ������� ��� ��������� �� � ���! ����� .,��������! ��� �������� �� �� ���� ��� ����������� ���������� ����������! �������������� ���� � �� ������ ��������� ������������� &�� �������� �%������������ ��� '(() ��� ��* ��+ �� �� ��������� &�� ������ �� �� ���� ��� ����������� ����� ��� ������������ ���������� ����������� � ���%��� �������������� ��� ��� �� ����������� ��������� &�� �#� �� ��� ������ � �� ��� ����� ��� ������� �� � ��

����� �� �������� �������� ��� ���� ��� �� � ���� ����� ������ �� /(* �� ����-�� $&� &�� ����� ��� ���� �� ����� ������ ��� ������� &�� �������������� ���! �� �%�����! ��������� �� ���� �� � ��������� ������! ������ �� ����������������� 0�12�3������� �� ������� ��� ��� ���������! ������������� �� � ������� ���� ����� .�� ������ �������� ����������� �� ���� ��� ���������� �������! ���� ��� ����� ��� ����� �� �� � ������� ������������ �� �� ������������� ������ � �������� ������� �� ������

����� ��� ������� �� � �������� ������� ���������� ������ �� � ������������� ���������� �� � �� ����� ��� ������� ������� ������������� �� �-��

Page 105: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

����� �� ������� ��� �� �� � ���� ����� ������� ������ ���� �� ��� ��� � ������������ �� ��� ������ �������� ������ ��������� �� ���� ��� ���� ������������� ���� ����� ������� ��� �� �� ��� � ����� �� ��� ����� ������� ����� ����� ����� ����� ���� ������ ��� ��������! ����� � � �� �� � ����"���������� ���� ��� ���� ������ �� #�� ��$� ��� � ���� ������ �%& � ������ ���� ��� "���'��������� ������� ������� � ��� ����� �� �'(� )*$� +��������� ���������� ���� �� �� ������ ��� �� ������ ������ ���� ������������ ������� ��� ��� ����� � ��� ���� ��� ��

����� � �������� � �� �� �� ��� �,�������� � ��� ���'-.�� ��� ������������ ������ � � �� ��� �������� �� ��������� �(� ��� ��� ��� ��� ��������� ������� ������� ��� �������� ���� �� -�/0� ��� ���� ��������� �� ��� ��,�������� � ��� �������� ��� ������ � ����� � ���� ����� �� ��� �� ��������� ������ � ������ �� ��� �� ��� ��� ��� ��� � � ������� ��� ������� ������� ������

����� ����� ������� ��� ��� ��� ������ � � �������� �� ������*��-���� /// ������ ���� �������� ���'-.� ��� ����� ����� � ��� ��������� ������ ���� ���������� /� ������ 11 ������� ���� ��� ��� � ��� �� ��� ��� ������� ������ ��� ������ �� ��� ������ ���� ��� ���������� ����� ��� ��� �� ���������� ��� � ��������� ��� ��� ���������� ��� ��� ���� ������� ��� ��� ���������� � -���� 0/� � ��������� ������� �� ��� ��� ��������� �������� ����� ��� ��� � �������� �� � ����� �� ������ ��� ����� ������ � ����������������� ������ ��� ��� � ����� ������� � ����� ���� ���� ��� � �� � � ������'-.�� �����'�� ��� �� ��������� ���� ������� ���� ��������� ���������� ��� ��� ���'-.� ���� �������� ��� �������������� �� ��� ���'�� ��� -�/0 �������� ��� �� ��� � #� �������� ��� ��� �� �� ��� �� �� ���������� � -���� 0//� /� -���� 0///� ��� �� ��������� ��� ���� ��� -.�� ������� -.� ��� � �������� � ��� ������� � ��� ���'-.�'��� �� ��� ������ �������� � ����� �� ��������� ������� �� ��� �������� � ��� � �� ���������� -�/0���� ��� ��������� ��� ��� ��� ��� ����� ��������� �� ����� ������� ��� ������� ��� ����� ��� ��� � ����� ������ ��� ���������� ��� �� ��������� ������������ ��� �� �� �� � � ��� �������� ������� �� ��� ��� ���� ��������� �������������'.������ ���� ��� ����� ��� ��� �� � �� ��� ��� ������ ��� ����� ������������� �� �������� � -���� 0/2� -��� �� ��� ���������� �� ��� ���� � ����������� ��� ��� �� �� � ��� ������� �� �������� �� ��� ��3����� ������ ��� ��. ��� � ������' � ����� �� #( �� �4 ������� ��� ���� ���'���� ������ �������� ��� ������ ��� ��������� ������� ���� ��� ������ ������� ��� �� �� ��� ���������� ������ �������� ���'-.�� ��� ���� �� �� ���� � ��� �� �� ���� � �� ��� ��� ��������� ��������� ���� ���� �� �� ��� ����� � �� � �������� �� � ���� �� ������� � ��� �����

Page 106: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

��� ���� ��� ������� �� ��� ������ �� �� ������ �� ������

����������� ��� ���� �� ��� �� ������ ���� ����� � ��� � ��!

�"������ � ��� ��� �� ������ �� ��� ��� ���� ��� ���� � �� ��� �������� ������ ��� � � �� ��� ��!

��������� � ��#���� �� ������ ����� ���� � ��� ��� ��!

$����# � ��%� ���� � �� ����� ��� �� ������ ����� ���� � � � ��� ������� ���� � ������ ���� ��� ��!

��� ���� ���� ��%� �������� �� ����#�� ��� ��� ��� � �� �&����������� �� ����� ��! '��"��� �� ���� � �� �� ������"��� �� ��'����(� ����� ��%� � ����� ��� � �� �&��� ��� ��������� ��� �� ��������� ��"�����

Page 107: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

-��������

�� ���� ����� ������������ � ����� ������� ������� ������� �������� ���� ������ ��� ���� ����� � �!��" �# $ �!��"��%�& ! ��$"� ��� � � � ���� ��� '(�)'(*

�������'� �� +,!��� -������,%���!��� � �� ��� �� ! ������� �# .��! ����� ���� ������ ������ ���

/��)/�* �������(� � 0� �1�1�� ��� �� %��&��� �� ���� ������� ��� �/2)�*� �������3� ��4� 5����� �� � 4�,� ��+� -�"��� ��� ���� ���&� �#��&!�6 ���7 �# �% %�%%�����

!�, ,��� � #�.� �$!�& &������� %! ��� ��� ��� ��� ���/)�'�' ���*���2� ���� 4�� �� -�.,��!� %���� 7!��&!��� &�##�&��! #�� %����.�� �� ��!��

!!$899�%�&������,9$&!��9 %����.��9,%%��"� !%�� �&&� ���& '� ����� ����*��

/� :��� ��� ��� ���� ;,��"� <$!�&�� &��!��! �# ��!� �� ! ���)�% !� ���)�% ��6���! ������ ��� ��� ��� 333)32' ���/'��

*� ���� ��&=,� +��� ��!� ��� ���� 4�� �� ���,��� �$���& �# �� ��� ��� ! &�!!���� ." ,%�� ��%�� ������ ���� ��� �� '��)''' ���*/��

�� :� >���� ���� ?�& � �� ��!�%�� ��� ����+� 6�� :%�!� �6��$%�! ��� �$$��&�!��� �#! �)��%������ ��� ! ��!��.,!��� %��� #�� ��� �������!� !�,� ���� �� ���� ��� �� ���

��� ��������� ������ � ���� ��������� �� ����� ��� ���� ��� ��� !�"���� ��#��$�"�#� �� "�%%�� &�" ���%#"�#���

%��""����$� ���� ����� ������� ��� ��� ������ ������� '�(� )��*�* ��� ��'� (����%"���� +����%� �����"�#� �� " � $���,*� ��������� �� ��� � �� ��-������ .��/� 0 �#�$� ��11��* #� #�"���� ��#���"��%� �� ��� ��������� ������� �� ��������������� ������ ��%�

���� .��� ��� ����0� 2�� (�1��"� ��� ��3�� � ������1 ���%%� 4�& 5#�6� ������ .��� �"��� ������ ����7��%%�� ��� ����0� 2�� (�1��"� '�$ " �#%�1�"�* �� #�"���� � ��"#1% ���

�� "�%%��8 � ���"���� ���, ��� "���%�#�" " �#�*� ����� ��� ����� ��� -���-3- �����-� ��)� �#%�� � .��� .�%�#19� ��� ���� .���1��� � � ���"��:����$"#� ����#,�1�"�#� �#�

�����"�2� ���, "���%���� �� ����� ! � ��� �-3���-3 ���;���3� .��� �"��� +����%�#� " �#�* #� ��$ " "���%�#�"� �� ��� ���������� "������ �� #�������������� �������

��%� ���� .��� ��� ����0� 2�� (�1��"� ��� ����� ; ������1 ���%%� 4�& 5#�6� �3���;� <� <���$#������ ���� 5#� ��� =��� ��#19��$� �����"�2� "���%�#�" �� " � �����%�#�

����#,�1�"�#�8 �� �,"��%�#� �#� �$ �* �9%#�9��$ 1���� ��� %1��� %#�������"��"#� %�����"�#�%������ "�$� � ��� ��3��- � ����

��� �� >% �1���� %�$� ��������� �� � ����� � ����� ������ ������1�� ���%%� 4�& 5#�6� 45�����

�� ?��� 0�%� ��� ��/� @&������ #���� ������ ������ �����%#��.�%��* ��9��% ��$ 0#�� ������$���� �;���

�� ���� ��""��%#�� =� 0 ���� ��� =�0� .��%#�� ��1� ��%#�2�� ������"���� ��� "���%1�""���� �#� " ��#����2�%�2� 1��%���1��" #� #�"���� ��#���"��%� ����� ��� ��� ��������; ����

� � /� '��� ?��� 5## ��� ���� �����#� � #��� " � � #"#� ���, #� " � � #"#� ���%�"* 9� �%�� "#��%���9� " � "�1�#��� ��#����% #� %��""���� ��"��% #�" ��%�� ���%�% �� ����#1 1����A� ��� #�� ��-���-�- �����

��� ����� ?��"��9�� ��� �� ?�%� 6�� /��B����*� ��� "�1���#1��� 1#������$ #� ��$ " "���%�#�" ������#1 1����� �� ��� �� ��� �� ����������& '� ���� ������ �� ������� ��%� (��� �C����� =�0 ����� ���� �����#� ���� �����$�� �� =��" ��� :� (��""#�� �� ?�%� 6�� =��� ��%"��%� ���������� �� �� ��� �� ��� ����� ������� ����������� ������ ����������� ����������� ���� !!"#�

$$� �� %�������&��� ���������� �������� �� ��'���� �� ��������'� ������� � ���� ������� ��� ()!� !*"#�

$"� +�,� -������� .��� ��������� �� �� ������� � �//0���� �����' ���� �/ ��������' �������� ����'(����� �//0�� ��/�������� /�� ����������� ������������ �/ ����0� ������� ���������� � ����� ���

����� ��� )1!())) � !!$#�

Page 108: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

��� �� ������ ��� ���� ��� ������ �������� ������� ��������� �� ������� ������ ����� ���� ���

!�"# !�� $ %!!&�

�'� ��(� )��*���� +��� �,������� -�#-� -���� -�#(� .��/� ���� ��0���� ��� 1�2� -���3��/�

1������� ���������� ��� ��� ��������� �4������ �� �������,� ��������� �� ���� �� ��� � ��� �5�5#

�5� $ %%�&�

�6� 2��� +�*�7��� 8� +���� 9� 8������*�� )� �������*�� � ��* ��� ��+� 2������� .��4�����#

������ ������������ ������������: ����������� 3���������� ������������ ��� ������

��,���������� ��� ��������� ����� ����� ��� ; 6#;�5 $ %!%&�

�5� ���� ���������� 2�<� �������� 1�(� ����� ��� 1� (������ 0����������� �� ����#�����,�� ��/��

���������/ ������������ �� ������������ ������� ���������� �� ���������� ������� ����������� ����� �� ���� ����� ���� �������

��� ���� ���������� ���� �� ����� !�"� #$����� %�#� !���&� ��& ��'� (�)�*$�+� ,��- ���.�&�/�$���0�������� 0�� �1� &����/$���$�� �0 �1� �������$�2 ��& �3���4�$�� 4��4���$�� �0 �$�� �� ����� ������� 55�5�55� �������

��� �� ,$�1)$�� � 6������� ���� ���&�7�� ��& #�#� ���� �$�� �$00 �$�� �0 $�����$�. /�& ����&�����$�0����& �$21� $� � �3$& /�&$�� $� ���������� ������������ ��� ����� �� ����� �&� !� "1���������� �� ���� ����� �����8� �������

8�� ��!� ,$�1)$� ��& � 6������� ���4�2��$�� �0 41�����&���$�. *���� $� �����2�. �������$�2 /�&$������$�$�2 �� �3���3$�2 ��/$$�0$�$�� 4���� 3� �&�& 3. � ����$21� �&2�� � ���� ���� �� � ��������5� ����8��

8�� �� ,���$�$� ��9� ,�������1$�$ ��& � 6������� ��/$�$�0$�$���2��/���. 3� �&��. 4��3��/ 0���$21� /$2���$�� $� 1$21�. �������$�2 /�&$�: � 0��- ���.�&�/�$� �� &. $� �1� &$00 �$���44��;$/��$��� � ���� ���� �� ! ��� �������8� ����5��

8�� ��!� ,$�1)$� ��& � 6������� ���4�2��$�� �0 41���� &���$�. *���� $� �����2�. �������$�2 /�&$������$�$�2 �� �3���3$�2 ��/$�$�0$�$�� 4���� 3� �&�& 3. � ����$21� �&2�� � ���� ���� �� � ��������5� ����8��

88� ��9� <=(���.� ��9� !���� !� "1���� ��& 9�6� >�&1� '�0����$�� �0 &$00 �� 41���� &���$�.*����� ����� ���� "���� ��� � ���� � �������

85� 9� %�?����� ���� ��1/$�� ��& ��'� %� ����� �4��$�� �����$+��$�� �0 �3���3$�2 3�&$�� 3.$����0��$�2 &$00 �$�� 41�����&���$�. *����� ����� ���� ��� 8���8�� ����8��

8�� ���� ��1/$��� 9� %�?���� ��& ��'� %� ����� ����0������ �0 &$00 �$�� �$21�*����� � ���� ���� ���� ��8����58 �������

8 � !� "1����� %� %��2� (� @�� �� #��2 ��& � ���$�)� @$21�. ����$�$�� �3A��� �����$�� $� �$�� �/�&��� *$�1 �$���� $��41��� ��& ���$�41��� / ��$����/��� �4�$��� ����.� $� ��� ��& �*�&$/���$���� ����� #���� ����� ��� $�� ��� 85�8�85�� �������

8�� "� ($�&- $��� 9� �$00��$� '� !��2� �� 9�&��������2��� ��& �� ����3��2� '������� ��$�� �0&$00 �� 41�����&���$�. *��� $����0������ $� � �3$& /�&$� 0��/ �$/���������& �����/$������/��� ��/����� ����� ����� "���� ��� � �5�� � ���� ��

8�� (� #��2 ��& ��(� ���- ��� ����� "���� /�&��$�2 �0 �$21� �����4��� $� / ��$���.���& �$�� �� $�����&��& "� �(���� !$���2. '������1 (�3������.� �� �� 9�&����� "����� "������ B�$����$�. �0C�;��� @� ����� C�;�� ������

8�� ��C� ,���)� !�"� #$����� ���� ��������� ��& ��'� #./��� ����� "���� /�&��$�2 �0 �$21�4��4�2��$�� $� 1$21�. �������$�2 �$�� �� � : ��&�� 4��&$��$��� ��& ��/4��$��� *$�1 &$00 �$���1���.� ���� ����� �� �� ��� ��� ��������� ����

� � ������ ���������� ���� �������� ��� ���� ��� ��!�� "!�������# ��� �$���%���� �& ���$��

'������(� �����'���� &��' ��&(�!���� '������'����� �) *����+� ���� ��� ��� ��,������ ���-���� .�"� /��������� 0� "!�����1 ��� �2� 3�(���� 4���������5� ��&(�!���!� �%�!���%����'���+ &��

��� �����5���5� '������'��� �& %�����������1�� !��!��������� �� ������ �����# %�����+��'�!

�����%+� /��!� "/60 5�(� ����� ��,���� ����

��� .��� 7�!��(�� 0�8� ��(( ��� *��� ������� 9���#� ��� ������# �& � ������(�#��� �����+������

��&&��� ��&(�!���!� �%�!���'���� &�� �����'������� �& �%��!�( %��%������ �& ��#�(+ �!�������#

�+���'�� ���� ��� ��� -�� � ��:��-� *��� ������� 9��� ����(�+� .��� 7�!��(� ��� �� ��(&� �(���!� ���� �&&�!�� �� %�����+��'�!

�����%+ �& '�(��!�(( ��'�� �%�������� ������ ��� ��� ������,� ��-�

Page 109: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

��� ������ ������ �� ��� ���� ������ ���� ���� �� �������� ������� ������������� � �� ���� �!�� ����!� �"��#�� "�"����� �� �����!�� #����"���#�#������� !��� �"������$ ����%�� �����$ ����� �� !�� � ��#��#� �"�#���#�"$ ���� ��

�� ���� �� �������� &'((()� &* "���)��+� ���� ����� ,��� ����� �� ���� ������� ��� !�� � � �!�� ��-�. �� ������� ����!�

�"��#�� "�"����� �� �"������$ ����%�� �� !�� � ��#��#� ����!����� ���� �� � ����� �� //0' &'((/)�

�1� ���� ��� ��2� ����� �� ������� �� ��2� ����#�!� ���������� � ����!� �"��#��"�"����� �� �� !�� � ��#��#� "� ���� �$ �!���%����� #�������� ����� ���� �� 33/4330&'((0)�

�3� ���� �$��� �� ��"� ���� ���"$ �� ��$ �� 2�5��� ��$���� 6!��� �#���� � #������7$������ �� ������$���#� � ��#. �-�� � ��� �$ �� � ��� �"�#��"�������$ ����� '8194'811 &'(01)�

�0� ���� ���"$ �� ��"� �� %� �� :�� �� ����� �� ��$ �� �� �$��� 2�������� � �"��#��"�������� ���!�� ����!� �� ���#� ���� � ����� ����!���� ���� �� � ����� �� '�994'��/&'(00)�

�(� ���� ����� ,��� ����� ���� ������� ;��� ��. ���� ��#<!�� �� ;� �� ��= 27"������������ � � ���"�� �� !��� ����� � ��� ��������� � �#������ �� ����"��� #�� �#���� � �!��� ����� �� ����4����%�� �� !�� � ��#��#� ����!� ����� ���� �� 9+8(49+'3 &'((/)�

+8� �� �� �� �� ,�� �� ���� �� �� ������42���� ������ � ����4����%�� � ��#��#�#!%�� -��� � ���� ���� ����� � � ���� �� ������ ������� �� ������ ��������� ���� ������ �� �� ��>� �!?����� ��#� 5"��#�� ��#���$ � ����#� %��� � 9''49'� &'((1)�

+'� �� �� �� �� ���� >� @������ �� �� ������42���� ����4���� ������ � ����� ����4����%�� � ��#��#� �� ��������#� ����!����� -��� � ���� ���� ����� ����� ���� �� /33�4/308 &'((0)�

+/� ���� ,�� �� A����� �� ��%�� �� >��� ����� ����� � "���� ������� � �!����������#�� ����� �� ���� ��� �� �� ������� ����

�� � ���� � ���� ��� � ������� ����� � !����� "��#����� ��!��$ %��� ��"��#�$�&'��$!���#�$��!�� ���� � ��� ��� �(����(�� ����

�� � )���� ) �* +��� ��� � ������� ,�#��#-����� ����#� � !����� "��#����� �� ��� !#�$���� � � $���&� �� ���� �� ���� � �� ������ ������� ��� ������ ���������� �� . . *& ���� ,#�� /�* '�& ��� ������ ����

�� � )���� ) +��� ��� � ������� ,����� "��#����� �� ��� !#�$���� � � $���&� �� ���0 �!�#��#-����� ���&�$�$� ���� ���� ��� ��(���� ����

�( 1 � ,����#$��� � *���#$$���2���&$� � � ��&$�� ��� 2 3 /$��� *-$�#!���� $!���#�$��!� ����$$���$�"�&����� "���#��&$0 � ����#�����& ��� �4!�#�"����& $���� � !����� !���$� ���� ���� �������5 ����

�� � *���#$$���2���&$� . ��#�� * ,�#$$�� ��� � �'��-�#�� 1�&��$!���#�& ��$$�� ���#����#�6�����%��� ��"��#�$�&'�� ��������� � �� �$�&� $�����#�� %���� &����� ���� � ��� ��� �(���( ����

� / 7�#&"��� . ��#�� � *���#$$���2���&$� � �'��-�#� ��� 8 ,����#$$��� 9�"��#�$�&'�� %����&���� �#��$�&&�"������� �# �!����& �"������ �� ������� ��� ���� ����

� . ��-����� * ,� �#�� , 9�#���� * 9�##���&&� ��� : ;�&������� 24!�#�"����& ��$� � ����#�����&"���&$ �# ��"��#�$�&'�� #� &�������� � �� ����� ��� �(����(�� ��(�

(5 7 7����$$��� . ��#�� * ,� �#�� � �'��-�#� ��� < / �=>#�� 9�"��#�$�&'�� $�����$ � &����!#�!������� �� �������� ��� ���� ���� &��'�$� ������ �� ���������� ��� ������� ���

(� 7 ��#&$$��� , 8�&&������ < 1�&"?'�$�� * ,�#$$��� � ,�#$$�� ��� � �: ���&$�#>"� 9�"��#�$�&'�� $�����$ � &���� !#�!������� �� !�!�#� ���� ���� ��� �������� ����

(� . ��#�� / 7�#&"�� ��� � �'��-�#�� 1�����& �#��$�&&�"������� �"����� �$��� $��#��!�&$� �����&�$�#$� ���� ���� ��� ������ ����

(� ; ��6����#�$��$� @ 8 1�� * : A��� ��� � ������� 1�&��������& !����� ����������$�#�"��� �# $!����&&� #�$�&'�� ���# �� #�#�� $!���#�$��!�� � �� ��� �������� ��� ����5� ���

(� ; ��6����#�$��$� @ 8 1� ��� � ������� 9�"����##�&���� $���&� !����� �������� �"���# �#$�"�&������$ "������� #�$������ ��� ���#��� #�#�� "�""��#�!��� � �� ��� �������� ��� ��������� ���

Page 110: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

��� ���� ����� ��� ������ �� ���� ����� ���� ������� ������� ������� � ������ � �������������� ����� ���� ��� !""#!$% &'$$'(�

��� ��)� *��� +�+� ,�� �� � � ��-���� .������ �- � ������� ��� �/� � ���� �� ������ � ������������� -��� ��� ����� 0������ �- ��� �--��� ��0����� �- � ���������� �����-��� ����� 0��������� ���� ��� $�"#$�1 &'$$2(�

�!� 3� )��� � �� �4�5��� �� 6���� 7� 8����� 3� �4�9��� �� �� :����� ����#���� ����������������� �-������ �� ������� �� ��������9� 0�������� ����� ���� ��� ��$$#�!'1 &'$$%(�

�"� ���� ����� ;��� � �� � <�������� -�� ����#������� ������� ������� � �������� ����� ���� ���

��� �2�#�== &'$$=(��$� +��� �������� ;�6� �������� ��#�� ���� �� ��� ���9���� 8��0������ �- 0����� ������ >����

�� �����0��#� �������� ����� ����� ���� ��� �1!#�'� &'$$=(�!1� ��� +��� ������� ������� &� ���� 8����� .� �� ��� ,����� ��� '$$2(�!'� �3� +��>��� ?��<��� � ���-�� �� ���-#-� ��� ������ ����� ��� ���� ��� "#'1 &'$�!(�!2� ?� �����5�� ?��<��� � �������� �� ��<��� � � ����� ����� 0����� ����� ��� ���� ��� '1$!#''11

&'$�!(�!=� ���� ������� ,�)� ��9� �*� ����� �� ���� ��>���� 8���� ��������� �- @#�>�� �� �����

���� �� �����#� ��� -��������� ����� ��� ���� ��� !"�#!"$ &'$�"(�!%� � � ��-��� �� ��;� ���0���� 6��������� �- ���-#0���� ��������� �� �����#� ��� -�������� ��

������� �� �������� ����� ��� ���� ��� �$2#�$% &'$!1(�!�� � � ��-���� ��� ��� ������� ���� ����� ����� ���������� �� �� ����� ��������� �� ������� �� �������� � !����� ��" #�$� %�& �'�()� �*�" &�&����� ��� +�,� �'- �

�-�')� ��" +���' ��* '�� ���� � �� ��� ��� ������� ����.����� %��� ���� ��" /�!� �'��,&++� 0���� 1�)�� ��,'��2 0�"*," ������'��� �' ��'�,� +�3*�,���

����� ���� ����� ��� �4���4� ����.����� ����� � ���� � ������ ����� 5++�,�� �'�'��'�,� �+ ��"�� �6& ��'���� /���" �+ 7� '& ��"

% +��� ��"�� ��������� 5� ��� )��� 8�����'�, '����� *)���'��� �+ '& ����'� 8����'�'��� '&���� �*�" 9������'-

7����'� � 8���')�' �+ 8�����'�, 1�"�� �-� �*�"� ��"� ��������:� ;� ���+'� 8� ;�� � 1�/� ;���- ��" #��� #&��� 0�,�"�, �+ ,��,� �� ��� +�)� �� �++,'" �-

�'�<���' ���,'����� �� �� �� !� "��� ���� ��=����=� ���������� 1� ������ 8��,���- �+ 6 � ������ ���)"�,� ����,& �����>�� � ��� ���� ��::���:�

����4���?� @� ����'��-� � /���&���� �� $� �"� $� 1�')��� �� A��� �� ������'� 8� � 6� � �� �)�'&� 6�

9>� � �� �+>� ;� �&���>�� 0� !,��� ;� B�-")��� 1� 7������ ��1� !�'��C� �� � ��))���� $� �# ���� � ���'� � 1� � $�''�� �� #&���� 5� ���� � ;�B� ������ ��$��� ������� � ;� ,� )� 1�6�- ��� #�B� � ''� 6� ;���� ��;� %���)��� ;� ���''� B��� #� ��� ��" �� �&� �&� ��� �'�<���' ���,'���� � ��'& � ���"*,' ��)� �� '� !0�= ������ � ��� ���� ��.����4= ����4��

�=� �� #*>�,�� 1� 7� ��"� �� /��'&� 1� 8����� ;� B�*� � 0� B�'�)��� 7��� B���,&���� ������;��3*� ;� ;����� �� ��,,&���� 8� ��� ��" 9� ������� D ,'����'�'�� )��*�)�'��� � �� "�����'�, )�"� �'- +�� ����' ,��,�� ����� ���� =4��=�= �������

�.� /� 5& ����� �� $*�"��� ��" 8�;� �� ����� 8���&������&-2 � )'&�" +�� �� *�'��� �+ '&+)� ����'� #��� !� ��� � �� �:���:� ����:��

�4� 1��� /��'�*) ��" 7�#� #���� 6����� *)���'��� �&'�,����� '� "����� ����' ,��,�2 +����� �'- �'*"-� $�� !� ���� ���� .:��.�. ����.��

��� D��� #�� ��� 6����)������ ��,'���,��-2 � �)����)�' �� �&' �,������ ��" %�� �� ���??�?4 ����=��

��� 7� @-� !�#� ��,���� ��" ��6� % �� �� ������,&� '� '����� *)���'��� �)���� !� & ������ � �� ��=���� �������

��� /� 8�< �� ���� 8���� ��" $� �,&�+� "� 8���&������&- �� '& "������� �+ ����' ,��,����� � � ���� ����� �����

��� �� ������� �� � �������� ��� ���� ������ ����� � ������ !�"��� #�##��"�$�� �� %"���� �� �" ���� ����� ��������� ���� �&'��& ����(�

�)� ��*� *�����"���� ��� !�� ��" �"+� ,��� -�.�+� ���� /� *��0� ��� 1�,� !�� ��" ������� 2�"��"���.�� 0"�# ��� 3��.�$� 4$�� �. �##�� �$�� �� ���� ���������� �� ������� ���� ���� ��5�����"��� �� -��� � ��� � 2�""�"�� 3"� � ,361 !�.� ����� ������) ������

Page 111: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

��� ���� ����� �� ���� � �� ����� ����� ��� ��� �� ������� ���������� �� ���� ����� �! �� �"���#���� $����#� �� ������ ���� ���� ��� ������ ��� %&'�%�% (��)*+�

�,� -� ��#� .�������/� ������ �� ��#"� !��!�#����� �� ������ �����0� �"���� ���� 1������� ��. "����# � ����� ���� (��)�+�

�2� �� 3��������4�#��� -� ��#� 5� ������� ��� �� �/��$�#� .�������/� ����������������� ������ �� ���#����� �� ���� ����� ��� ��'����)� (���&+�

�%� 6��� 7�� ��� -�-� 3������ .�������/� �"��� ��� �� �"��� ��!����� �� ���������#"� � ������# �� ������ ����� ���� ����� ��� 2,&�2,, (���&+�

�8� �� 3��������4�#��� -� ��# ��� �� �/��$�#� 4�� �� �� �!�� �� �������� �� ����#�������������������� �� ����� ��� �������� ����� �� ���������� ��������� � ��� �88��*' (���,+�

�*� ���� �$��� .�������/� ���#��# �� �!�9� ��� �����!���� �!"�� �$��� �� � "�#"� � ������# ������ ���� ���� ��� 2)2'�2)%� (���2+�

�'� :��� ;���� ��-� < ���� ���� ;������� ��� ���� =���� 5!�� �� !��!���� �� ������ ��������� "���� $���� ������ �� �" /���$� ��� ��� �������� ����� ���� ���� ��� �2�'��22%(���&+�

�)� -� ��$���� 3� ;������ ;� .������ 3� .���� ��� ��� �� :�������� 1��#��# �� �!�� ����"���#����� �� "�#"� �������/ ����> ��� ���������� $��� � ������# ��� �$���!���� �����$������� ���� ����� ����� ��� %�*,�%�*% (���*+�

��� ��-� 3����# ��� ���� �$��� 5!�� �� ���#��# �� ��� ��> 11� �������# ��� � ������ ���������� ���� ���� ��� )%��)82 (���'+�

�&&� 6� <���� ���� �$��� =�4� � "���� ��� �� ��! � ?�� ����� "���� ��������/� � ��� ����!�� �� ����#��!" � �� ������� �� ���� ��� ����� ���� � ������ �� �� ���� ���������� �������� ����� ������� ��� ���� �� ���� �� � � ������ ����� ���� ���� ����� ������� ����� �

���� ���� ����� �� ������� ����� �������� �� �� �������� � ������������������������������������������� ��������������� �� !�

�"#� $� %����� &��� �� �'()* � ������ � � ������ ����� ���� ����������������������� ���'()���� +������� )���� �, � �� !�

�"-� .� %���� &�&� )����� )��� /���0� �� 1����� )��� )���� �� �� ����� + /������ ��� � ����� � � ������ ���������� � 2"324 �� -!�

�"2� 5��� )���� .�$� +���� $��� ������� �� ���� '� ����� 6 ������ ����3��������7��8����3� ��� �� � ������� �������� 7 � ������ ������ �� �� �� �� �� � -23� -4�� 2!�

�",� ���� 1����� 9� � 8� : .�$� +���� )� ����� �� ���� '� ����� 1��8����3� ����� � ������� ����������� 7 ���� �� ������� ������ ������ �� ������� � � �������;��� ��� �� �� �"3#" �� <!�

�"4� 9� � 8� : ���� 1����� '��� 6��� �� ���� '� ����� =��������/� ����������� 7 ������ ������ �� ������� ���� ����� �� ��������� 7 �� � ������ ��/�� �� �� ���� ��� � �� >!�

�"<� ���� '� ����� 9� � 8� : ���� 1����� '� 6��� .�$� +���� �� ������ )� ��� ��?�%� �� 0� 0��� ���� �� ?� 6��� @ 3�/���/� ����������� 7 ������ ������ �������� ������� ���� 7��8����3� ��� �� � ������� ������� ������ �� ���� ���� � ����� ���� ���44�344> �� <!�

�">� �� .��� @� 5��� '� 6��� �� 1����� �� �� '� ����� @ 3�/���/� ���������� 7 �� ������ �� 7�� � ��� � ���� ������ ������ ���� 7��8����3� ��� �� � ������� ������ �� �� )�������� � ��������� �� >!�

�" � )� A������ �� ���� %� %���� ��3)� A�������� �� &� &� ��� '������������ ������ 7������ �� ����� � ������ �����8��� � �������� �� ����� ������� ��� ����� �������� ��� $�$�+�7� 6� �� 95+ / �� �� >>3 # �� 2!�

��"� 5� 1���� )�+� 1��������� %� %���� �� )� A������ 1��8����3� ��� ���������� ������� ��� � ������ 7 ������ �������� /������ � ����� ��� ����� ���� � �������������� �� ������� ���� �� ����� ?�'� ?���� �� %��� )B���� 6� �� 56C. / �� ���� ##>3#-4�� ,!�

���� �� ����� )� � �� .� %���� @� $����;�� �� �� '� ����� 6���� ����������� 7 �������� ���� �� ������� � ���� ������ ���� ���� ������� �� -2,<3-2>� �� >!�

��#� $� ���� 5� +����� 3.���� �� 5� 5/����� '���3��� �/�� ������������� ������ �������� ����� ��������� !�������� ������� ��� ���������" ���� %��� )B���� �� ����� $�$�

Page 112: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

������� � ��� ���� � �������� � �������� � �������� �� �������� ������� ��� � ������ ��� !! "#$%&'& (�)� *!� ��� ��� ���� �� ������ ���� ����+� ,��� ������ -�� .##"/

.." �0 1������ � ��� ��� ��� 23 2��!4� *!� ��� +�� �� � +�� � ��5 ) �6!�� +���������� 7���� ����� ��� �� � ��� 8'9%8&: (.##$/

..& 3� 2�������4� 0� ��+��� �, 1��������� � ��� � 2 ������� � ������ �� � ���� ��� ;����� ������4��+ � �����!4� �� ����� ���� ��� ��� ������� �����

�� �� ������ ��� �� ��������� ���������� �� ����������������� ���� � �!" ��� #� $������� ���%���� �&��� '�(�� ) #��� *��� +��!������� ,-� ����

.� &�#� ���/"�� 0��� ���/�� ��� 1� 1�(����� 1��(��0�(�� ���!����� �2 �������������� 34 �������(����� 5��� �(�!�������2�!���� �("����� �� ���� ����� ��� ��%��� ���.�

6� 1� -����(� ����� ������������������ 5��� � �������������� ����7���7�� ��������� ���������� ����6����8 �����

�� 0��� ��!����� #� +�������#�(�� 9�1� #�������/� 1� 1�(���� ��� &� � *�7�� �������������� �2��������� �������������� ����7���7� ��$� �1��0� � ��5 ������ ���������������� �� �����( ���������������/ ��!�� �� ��������� ���������� � �� 8:�8%% �����

�� � -������!�� 0� ;��������� *� �������� <� ��(�" ��� � 9�������/� 3� 7�7� �����������!������� 5��� ��� ��5 �����3� ��������/ 5���� ��(��(� ��������������� (������� ��=������� ��� ���/� ��������� ��(��� (�/�� ��(�7��� ������� �� ��������� ���������� � ��� :.�%8 ���6�

8�� &��� >��������� ��1� �(/�� ��� *�3� ����5������ #��/(�� �=�/�� /��������� �� �����������!�/����� �� ��������� ���������� � ��� :�%� ���6�

8� #� 0���������9�/�(� ��� �+� '�(���� ���� 2(�����!��!� �� !(���!�( ��!�(�/�? 2���������( ������!��!�( ������� �� ���� ��������� �� %��. ���8�

88� @� � ������/(��� ��(�/���� ��� �������!(�����! �(�A�� ���/����� � �� (���� ����!�� 2(�����!��!����!����!��� ��� �(������ ��(�����B� �� ��������� ���������� � ��� ���� �����

��� � ������� � ��������� ��� �� ������ � � !�������"! �# ���!������$���� ���� � ���!��%�� &�'"� "������ &�� � � ��� �# ���� �������� � ��� ()��) ����*

��+ � ������� � ��������� ��� �� ������ � � !�������"! �# ���!������$���� ���� � ���!��%�� &�'"� "������ &�� � � ��� �# ��,� �������� � ��� �)��)) ����*

��� - .���/ ��� 0 1������ 2�"�������� �# ��'� �����/��!�� ����" �' % ���������$����� �#���������" %��% '���"� ��� � � ���� ��� �(����� ���(3

��* 4 5���� �6 7$��"��� , 8�!������ ��� � .���� � ��!%���"�� �# ��##����� % ���"��"���9����'�" &�� ��"%��� �� �%��/� ,�0���!��" ��� ��""��" �# !���� � ���� ����� ��� ���) ���(3

��3 �, :�����'� 80 5������ ��� 2, 5��""� 5 ����'��!�� � ���%' &�� ���������"%����%��% '��� ;< ��"�� %�����%��" ��� %��"��� �������� �=%�������� � ���������� ���������� � ���+���+( ����)

��( �, :�����' ��� 8 5������� 7��������" %����%��% '��� ;� � ���������' �"�#�� % ���"��"���9��#�� % ����'��!�� � ���%'� � ���������� ���������� � ��� �3����� �����

��� 1 1����$���� � 1 �� ���#���� 0� >� �" ��� 8 .�!��� 8 8�/�&"/�� � � ����� ��� ���"!��� ����$��' �# %��% ���������� ���!���"� �� %���% ���� ����� !���������� ����" �#%������" &�� !���"����� ������� � ���� ��� ���3���)) ���((

��) . :����� � 0������ � ��/��/� ��� . :�?�&���� 0�!�����"'�� ���� ��9'!� ����$����" ���%��% '��� ����!������� �� ���!�� ��$�� ��� �%���!� ���� ����" �# ���� ���� ����� �������� �� ����)������

��� 5 0������ 6@. �� 8���?� .16 $�� A��� �'"��� � 7��= �$��� 8 $�� 0�������"����� 0@������"� �05 @��"�� ��� 52 ����"�!�� ���� �!���� ��"�" �# ���!������$������ ������������%����%��% '��� ; ����!�������< � "���' �� %������" &�� �%��!�������� ��"���" �# � ���"�% ���"� ��� � � ���� �� *3��*(� ����(

��� 0� 2����' ��� � �!�� � 2�##�������� ����������� �# %��% '���" �"�� �� % ������������ � ���%'&�� #����� �����"�� �������� � ���� ++��++� ���(+

��� ..0 7��� �����"'� �. 7��@�"��#� .. 0�#�9 ��� �� ����!� 5��% '��� !�������"! ��"�!� !�������� ��"��"�"� ��� � � ���� ��� +)��+�� �����

��+ 8 $�� 0�������"����� �@B $�� ��� ����� @� :���� B� ���%"��� ��� �05 @��"����������$� ����!������� �# ���������"�' %������� %��% '���" �� � ��$�� !���"��"�" !���� �� ���"�� �������������� ��� *+3�*�� �����

Page 113: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

���� �� ���� ���� ��������� �� �������� ���� ���������� ���� ������ ���� ������� ����������� �� ���� ��!� "����������������� �� ����� #��$�� ������# �� ���������� � ���� �� ���������� �$��� ��� � �$������%����� ��� �� �� ����������#��� &' ( ������ �� # ��� �� )*(*� +�,,�-�

��)� �� ��#�� ��� &� .�� /�0� 0� �� ��� �� �� ������(1���� 2� "�� �� ���� �� �%������� 3� �%����� "���$���4������ �� ��� �� �(�$�����%����� ��� (�� �� ����������#��� &'���$������ �� �$��� �� ���$�� ������ ����� ����� ��� 55�(5�� +�,,*-�

��*� 2� "�� �� .����� 3� ��� �� ���� �� 3����� 3�(1� �����4�4# �� ���� 6����� �(�$�����%����� ��� (���� ����� #��$�� ������#7 �������� �������� �� ���� ��������� �����

�� 5585(5�98 +�,,*-���8� .�/� ���� 1�:� ���� 6� 3������ �� ������ �� ������� �� ���� �� ����� "���������#��� &'

����������� �� �� �� ����� ���� �������$� �# ���� �(�$�����%����� ��� ��������� ���������

�� 5;,(5�� +�,,8-���,� �� <�������� �� 3�������� �� =� ����4 ��� 4������� �� ����������#��� ����������� ���

�0�("/� �� �$�� $������� �4�� �$��� ����� ����� ��� 55,(5�; +�,,*-��;9� ��/� ���4�� ��� ���������� �%����$��� �� � ��� �� ������������ �� �������������� ��������� ��

������ �������� �� ������� ����� �� � �� ����� ��� � ����� � ���� ���� ������ � �� ���� ������ � � � ���� �������� ��� ������� �� � �! ����� "�# $�%� &�'()�

&*&� ��+� ������ � �,����,���- � � �,����,�!��,���-� �� ����� �� � �� ��� &&*��&&(& �&���)�&*�� ��.� /��0� � � � �� ����� � ���������� �� ����� &'&()�&*1� ���� .��2�����% � � +�3� ���,�%� 4������� ������� �5 !��,�6�� � � � ��,� 5�����!�� �� ��

��� �� � ����� ��� �����1& �&�(�)�&**� 7� ���8� 98� ��� :�%� 5 ����2��� �� ;��55� ��5 < 5������ � ���� ��� (�*�(*= �&���)�&*(� 4� 0� ������ �� 98� ��� :�%� . �������� �� ;��55� ��5 < 5������ ��, �����,�

0� 7� ���8� �!���� � �� "�� ������ ��� ��� �������� ��� ��������� ��� � ���������� ��� �������������� ��� �� �� ��������� � ��������

���������� ����� �� ���� ��� �� �������������� ������� ��� ���� �!��� "���#�!� ���$��$ ��� ��������� ��� � ��%����&� �'������(�%)'� ��%�)'� *�( +�����%)�������� ,(�++���

� ���� ��� ���������� ��� -��-�-��� ����.��/ � ��%*���� 0��� ��� %��%�����%������� ���&��! (����)'�� ����%(�++� ��� �'�� �'1%����!�%)'�

2����(��!� ������� !� ��� -$��-$/ ����/��� �� ��������� ������������ ���� ��� ����������� ���������������� ��� ��� ���

!"������������� ��� ������ #���$�� ��� ��� ��� %�����&�����&&�� ������ ���� �� � ����

���� '()�'*+ �,-,.��

,*+� /� 0�������� 1���� ��� ��� ������ �&&��� ��� ��� ����� �2����������� �2����3� 4 �� ����5��

�� ������ ��� ���� ����� ��� ,'6.�,'6. �,-6'��

,*,� !� /���� ��� %� ������ ������������ ���� ��� 7���� ��� 0�������� ��� %����8��� ��� ��

�������� ��� 9������ �� ��������� ��� )*�): �,-'6��

,*6� ��!�;� ������ %�<� ������� ��� =�>�;� ������������ ?����� ������� ��� ������@ /&&���� �&

���������� ��������� ��� ��������� ������ &�� ���������� ��� ����������������� ���� ����

���� ���� ����� ��� )'+�)', �,-':��

,*.� #�<� 7���������9�2���� %�1� ���� ��� ��!�;� ������ ������������ �& ����� �������� ���

������ ������ &����8��� ���� ����� �& ����$������ ���������������� �� �� �� (:�:, �,-**��

,*'� 7�=� =������ 1�;� ����� ��� ��;� %���� !������������� ����$��$� &�� ������� ���

��������� �& ������� �� �� ��� 66**�66*( �,-)(��

,**� �� ������ �� � ������� ���� �������� ���� ������� ���� ����� � �� ��������

��� �!���� ����"! �# ������ $��$��� ������ ��� %%&'(%%&& )%*&+,�

%'-� .��� ��$���� !� ��� ���!� �� ����� /��� ������$" � �� � ��!��� ��� ����� �� ����"!

��� �$�� �# ����� $���� 0� � ����� �"��"�!�� � ���� � �� ���� ����� ����� ��� %%'(%%*

)%*&',�

%'&� ���� /���!� ��1� ���� � ���� ����2�$�� ��� �!���� �� �$� �� �# �$�� 2����

��������� � � �� ����� ��� +3&(+44 )%*&',�

%'5� .��� ��$���� !� ��1� /�$#��� �� ��#��2� /��� ������$" � �� ��!�� � �� �� �����

��� ����� �� ����"! #�� �� ��� �� �# ������ $����� ����� ���� ��� +-+5(+-3' )%*&5,�

Page 114: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

���� �� ���� ���� ����� ���� ����� �� �� ������ �������� ���������� ! ��� ������� ��

"����� �� ������ ��� ��� �� #$�%##& '��()*�

�)$� +� ,�� �� -� ���� .�� �������������� �" ����� ���� �� ����� �� � ���� �� ����/�� ���

��"���/� �" ������� �0 ��� ��������� ��������� �� �&�%��1 '����*�

�)�� 2�3� ��0 �� ��2� 4������ ,������/� "�� ��� ������0������ �" ���������� ��� 56 ��

�������� �� ��� ����� ���� ��� ��)%�#� '��7#*�

�)#� -� -8��� 9� 4���: �� 4� ������ ;������ �� ��� "����������� ��� ���������� �"

��/������� ��� ������� ������ ��� ���������� �� ������������� �� ��������� ��������� � �

�$1%��� '���$*�

�)1� -� -8��� 9� 3�����<������� =� �>�< �� �� 3������ �� ���� ������������ "��/���� ������

��. ?��� =@=%������� ���������� ����� ���� �� ��������� ��������� � �� #7(%#�$ '���1*�

�)&� �� ����/�<�� 3� ������ �� 2� 3����< �� 3������������ ������� �" ������������ ��

��������������� "��/���� �" ����� ���� ���� �� ��/��� ����� �� ��������� ��������� � ��

)�%)( '���)*�

�)�� +� ,�� �� �� -����� ������������� "��/�� "��/ �����"��� 55 �� ����� �� ��������� ���������

� � &#�%&1) '��77*�

�))� ���� 2����� ���<��� �� �� ������� A� ��� ���� �" ���������� ��� 56 ������������� ��

������ �/�� ����� �� ��������� ��������� � ��%�1 '����*�

�)(� �� ������?���� �� .�2� .������� .�� ��� �" �%/������������ ��� '=@=* �� ������ �/��

����� '��.* �� ��������� ��������� � �� ��%�$$ '���1*�

�)7� -� 3����� .� =�������� �� -������� 5� 4�� �� 3����/ 3� =��������%������ �� ���� +�

+������� �� 3� 3����� ������ �/�� ����� �" ���%/����/ /������ ��/���� �" ���

�<�� ����� ������ �%/��� ��������� ��� �������:���� �� ���� ��������� ��� �� ��� ��� ���

(&1%(�� '���&*�

�)�� 5� 4�� �� ���� 3� =��������%������ 3� 3����� �� -� 3����� ������ �/�� �����

��������� ������ �%/������������ ��� �� ���%/����/ �<�� /��������� �" ��� � ���� �� ���

��������� �<�� �� ���� �������� �� ���� ��� � '���7*� '5� �����*�

�($� ��@� @�� 5� 4�� 3� =��������%������ ��9� 9B<����� �� 3����/ �� -� 3����� 5���%

�������� ����%������� ������ �/�� ����� �� ��� ����/��� �" �0����/���� ������ ��/����

���� �� ���������� !�� ��� � �$(1%�$7$ '����*�

�(�� =�,�-� C������ �� ���� �� 3� =��������%������ ,�����/���� �" ��� ������ ���������� �"

������ �� �������� ���� ��������� ����� �� ����� ���� ��� ��������� ����������� � !"��#��$� %�&� &��� '� (��$� !� )��������*�$�+�� ,� !������ ��� !� !"��#��$�

-��������� ����� � ����$ �����"���� ������+��"�+���� ������������ �� � ����� '.

������������ �� �/ ��������+ �� ���� ������ �� ����� �� � �� �� ��� �������00 ���������0� %�1� 2���+��� 3� !�����4�5��� 6� (�+�� %� %#+���3���4������� ��� 7� �������

-��������� ����/����� ����������� #� �+��� ���� +���� ����������� 8 � ��� �������

���� )� 7������� 1� !���� ��� 3� 9��� ) �"�+ ���� +���� ������ ��+�"����$ ���������� +�$�� 5�

��������� ����� �� 1������� � �� �� ������ ����:��

���� &�%� &�+$�� 3� -��$� 9� 9�;��� ��� 7�<� (�+��� 2����#�+��� ����� 5 -%8 +�$�� ������ #����

� +����$ ����� �� ����$+� ���������$ ������ �� ������� ������� �� ���� ������ � � � �������� ������ ���� � � ���� ����� � ������� ���� ������ � � ��� 8�9� %�$������ -��� !-'* "+� ������������ ����

� � �� �������� �� �������� �� ������ �� �������� �� ���!�"#� �� $#"�%�� &� ���'#� ��� ��

��!�� (�)�*�+"��! �� � ��� ��*#� �!�!� !���,*� *���% ��% +-�!��.��"#/ !-�%�+.� #� ��� ������

��� ���� �� ��� ���������� ����������� ����������� ��� �� 0�!%#/�� 12�3 ��4��

�� �� #'��� �� �5�#��"��� ��� 6� 7%!�*� 0-�!��.��"#/ !-�%�+. �� �+#!-�*#�* ��#� !�"��%� ��#��

��*!���"#��*��)�*#�#/ �/#� ��� �����%%#�8�"#��� ��� �� ������� ���� 343�344 �����

�4� 0� 9�*�� :� 1#���% ��� �� ��%*� ��+#/�* +-�!��.��"#/ !-�%�+. �#!- ���������� +�%+-.%#��

��!�% �++*#/�!#�� �� ���"#��*�)�*#�#/ �/#�� ;� �*!�%��!#)� !%��!"��! "���*#!. ��% ��*�% ��%�!�����

��+�%�#/#�* �<��"��� /�** /�%/#��"��� ��� ,���* /�** /�%/#��"��=� �� ��� ���� ������� ��� ��3�

�����

�� ;�$� 9���,�%�� >�:� >#��-�*"� $� *+�!�� ��� 7� >�%�5� �%��!"��! �� ��+�%�#/#�* ,���* /�**

/�%/#��"�� ��#�� !�+#/�**. �++*#�� ��*!���"#��*��)�*#�#/ �/#� ��� � �#*!�%�� 8���� *�"+� �����

������� ���� ���� � ��� ? �� ��

Page 115: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

���� ���� ��� ���� ������ �� ��������� ���� �� ��� ���� ����� ���������� ���� �

! "���� ���� �������# �!!��� ! ��� ��������� ��� ������ ! ���������$� � �������

� �� ��� ����� ����� � ��� %&�'%&( )�((�*����� �� ��������� +� ,��� ��� ���� �� -�.�� ���� ! �� ��������.� ��/�� ���� � �����

! ��������� ���� �# �� �� ����.� �� .�� ��� �� ��� ������������� ����� ���� ����� %0('%12 )�((3*�

��%� ���� ��� �� ��������� �� ������ ���� �� ��� ���� ������ -�.�� ���� ! ��

��������.� ��/�� ���� � ����� ! ��������� ���� �# 3� �������� �.������� �� ���

�������� ! �'����/���� ��'������� ���� ����� ����� ���� ���� �� �10'�2� )�((0*���3� 4� ���� ���������� ���� � ! ����� ����/���� ���� -��������� ������ 5��.����� !

6�� 6�� 78�� )�((0*�

��&� �� ��� �� 9��� ��� :��� �� ����� ! ��� � 8�.����/�� ! ���������� � ��

���������������� ���������� ������ �� ����� ��� ����� ���� ,� ;���"�/ <� �� ��� ��

��� ��� =�9; .�� ���� 0&&'0&( )�((1*�

��0� ���� =���/� �"���� ��������� 8��� ��� ��� ! "��'"��� ����������� ����� !

��������� ���� � ����� ���� ��� � �� �233'�230 )�((0*���1� =��� ����8 ��� 4��� -�/���� 9�������� ! �� ������� ��� ��������� ���� �

������� ��� ��� ������� ���� �� � ������ � � ��������� � ����������� �� ! " ##$����� � %&��'� ( �������� ��� � �

)����� *�� ��#��#� � $ �+���'��#�, �$$�,#� $ &+-��#&����� ��� -& # �+����, #&���-+ .���'

#&� ,&�,& ,& �� �����# �, ���/���� � ���� ��� � ��� ���� ��� ��0���� �0� �� � � ��������� 1& # �+����, ��� -& # &+-��#&����, ���- ��� $ ����'���# #.� ��� ���� ����

��� �����2 ����

� ) % ���� �� ��'&# � .�,�� $ � -& # �+����, #&���-+� ������������ ��� �� 2�� ��� � 3 % �+#��� ) � *��# �� * 4 * �� �� 4 � ��,5� � � ������ ��� � ( ��' ���� ��'&#

���##��' �� �� � .�,� $ � -& # �+����, #&���-+� �� ������� ������ ��� � ��� ��������� ������������� �������� ��� ������ � �� ������������ ������� !!� �� 6 7 * .'&��#+� 1� , �18( � �

����� ����� ���

7 % %&��� 9�:#�'�����#� � ��'&# �������+ �+�#�� $ � �.�#�#���#���#�:#�������.��#� �

-& # �+����, #&���-+ ��(*�1*6�� �� ������� ������ ��� � ��� ��������� ��� ������������������ ��� ������ � �� ������������ ������� "!� �� 6 7 * .'&��#+� 1� , �18( � � �����

2�2� ���

0 � 8 "� ��;������ 1*6 ��'&# � ����#�+ ������#��� #� ���������� �����$���� % ��� 0���02� ���

� � � ��������� ) 7 6� �/��'� 1 �+��� � �6 �+���*������,&� < 6���� ��� � � )����� ��'&#

��� ��.' ���#��/.#� � ;�#& # -�,���+ �������#���� -& # �����#�=���� ��� ���� ���� ��� 02�02��2�

� � � ��������� 1 �+��� � 6 �+��� < 6����� ) 7 6� �/��' ��� � � )����� * ����#�+ � ���

$ � -& # �+����, #&���-+ ;�#& # -�,���+ �������#���� -& # �����#�=���� ��� � ��� ���� ��� ��� �2�

� 4 %./���.� " %��#�� � �.� ��� � 3 1�$$���� 1 6�� �� ��� " !����#���� 3/� �-#� ��

�-�,#�.� $ &���# - �-&+��� ������#��� ������ �� � �.���� #.� ��� ���� ���������� �����$������� ��0���� ���

2 � � �#��� 7 !���#��'� � ��� 1.##�� ��� � ����>������� �������'#& ��-�����,� $

&���# - �-&+��� ������#��� -& # �+����, #���#���# �$$�,#� � ��# ����� ���������� �����$���� ��������� ���

� 6 7 ?������� � % ���� � � � 1�##��� �� � �� �� ��� ) % ���� �� 8����#�'�#� � $ #&�

��-�����,� $ #���.� ��,� ��� � �������#� � ;������'#& ��� #��� - �# ��>�,#� � .���' �

-& # �+����, #&���& �� � �� � ���� �� ���������� ������ ��� ������� ������� ���� �� ������ � ��� ���� �� �� ������� ��� ������� ��������� ���������� ��� ���������� !""#$�

!"�� %�&� � %'�(���� �� )����������� �*�+� �� %������ ,��� )--� *� .�/����� �� ����&�

��������0� 1 ��- 2�3-������� �4����- �� ����- ������� -2 �����-�-���5��

��������� ������ ��� ��� �� #"��� �!"�6$�!""� +�*� %-���� ���� �-�-� � �3�0��� �*� ��73� �� ��8� �-3��� ���- ������3� �6#��6��

�$ 2-� �����-�-���5� �������� �3��� ���� 0��/� ��������� ��������� ��� �69��6� �!"��$�

Page 116: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

���� �� ������ �� ������������ ���� ���� �� �������� ���� ����� ��� �� ����� � ��

!�������"�� ����!� ����� �!����" � #��� !������������ ������!����� ���� �� ���� ��

����� � �������� � �� $%&�$%% '$%%()�

��$� �� ��*���� �� ���� +� +������� ,� -���� -� .����� ��� �� /������� 0� 1�1� �*���!���

�!����" � �����!������ ���"����" !������������ �� � "����� �"��� "���� �� ����� �

�������� � �� ��%��2& '$%%3)�

���� +� ,"*��# ,��� +����*�� �� +��4�� �� ��"*��� +����� 5���� ��� �� -�����!� .�"��

�����1�� ����������� �!�������!� ��� ������������ �"�4��4 � �����!������ ���"����"

!������������ �� ����� � �������� �� $�&�$$6 '$%%()�

��2� �� +��� 7� ���4 ���� ��""�� ��� ,� ������ ,���� �!���� � !������������� ��� ���!��

� !���������#���� � ����� ����� � �������� �� $6$�$6& '$%%�)�

��(� ��,� �������8 ��9� :������ 7��� ���"��� ��� +��� -������ ,������� � �����1���1� ��

���� "������"��� � !���������#�� �!�8� *���� �� � ������� "���� � ���������

�!�������!� ����� � �������� �� 2�3�22& '$%%6)�

��&� ���� /������#�� ��� 5�,� ����� .�� �"!������ � ������ ��� �� !�������"�� ����!�; ��

���� � !������� ��� ����#��4 �������� �������� ����< �������� ������ �� $2$�$2& '$%%&)�

��3� .�:� 5���� ���� +���� ���� ����� ���� 7��� ��=� ��*��� ��� �� :�� ��4��

�����"!��� ��� ������� ���� �� !�������"�� ����!� ������ ���� ��� �%3�2�2 '$%%$)�

��6� 0�-��� 1�� ���� :� !!����� ��-�,� +���>������ ��� 5�,� ����� 0������� � ���������� ���

������ ��� �� !�������"�� ����!� ��� -������ �� ".:-� ������ ���� ��� 3���3�%

'$%%3)�

��?� ��,� ���� ,� ������ �� ��4��@��� �� 5������� :� 1�� ��� ���4� ��� -� +������ 0� 1�1�

������ ��� ��� �� !�������"�� ����!� � ����� ������� ��� ���'"��������!�����)�������

����� � �������� �� %32�%3? '$%%3)�

��%� .�+� ����8 ��� ���� :�������� .�� ��� � ������ ��� �� �"�� ��� ���"�� �����

���!����� � !�������"�� ����!� ����� � �������� �� (3��(33 '$%%?)�

�$�� .�+� ����8 ��,� :�"!�� ��� ���� :�������� �������� � �"��� ���4������ �����4 ���

��� !�������"�� ����!� �� 1�1�; ���� � ������ ��� ��� �� ������ �� $2?3�$2%( '$%%?)�

�$$� A� ���� +� ���!! +� � �����8� ���� ������ +��� -������ ,� ������*�� ��� 5��� :�#��

.�� ��� � ��4� ������ ��� �� !�������"�� ����!� � ���"�� �� *���� ������ ���� ���

$���$�2 '$%%�)�

�$�� ���� ��*����� :��� �� ����>� B� 1�� ��� /��� +��� ����4�� ���� ����� ��� ��+� ���

5����������� !���*�������4 � ,=,�������� !���!��!����� 0C �����4 !�������"�� ����!�

� ���"�� �������� "���� �8��; .�� ��� � ��4� ���� ��� ���������� ��� �� �������4

*����4���� ��� ����� � �������� �� $(��$(% '$%%?)�

�$2� ���� ��*����� :��� �� ����>� B� 1�� ��� /��� +��� ����4�� ���� ����� ��� ��+� ���

-���!��!����� 0C ����������� !���*�������4 �����4 ,=,�"������ !�������"�� ����!�

� D/��������� �"��� �� �������� "���� �8�� ����� � �������� �� 3$�6� '$%%%)�

�$(� ���� -�4�� =� =��4� +��� -������ ���� ������ ��� .� :���� ,*���*�� !�������"�� ����

��" !����� 1����� ��������� ��1� ��4� ���"���� ��� ��������"�����4 ����"���� �����

���� ��� ��������� �����

��� � �������� �� ������� �� �������� � ����� ��� ���� ����� !�� �"#$���%"� "& �!� "$��'��

����%#�%%�"� $�"$�����% "& $(�%�� ��� '"����("(% ��)� �� !� �� *�"�" �'�� ��%%(�� ��� ���� ���

�� ++��++, �,���

��� ���� ��(%'!� -� �"�&%� ��� �������� .� /"��0%'!� .� �'!�(�� ��� �� �������� �(�%�� )��%(%

'"����("(% ��)� �1'�����"� #�'!���%#% �� $!"�"�0��#�' �!���$0 "& ��&&������0 �����

%2(�#"(% '��� '��'��"#�% �� �(#"���#$������ �(�� #�'�� ���� ����� ����������������� ���� ,��,�

��+��

��� 3� 4�(����� 5� /��"� �� /"����� 5� ������ 5� /���*� ��� /� .�6���� . '"#$���%"� *������

�� "���0� ��� �1'�#����0� ��%�� &"� $!"�"�0��#�' �&&�'� �� ����%$������ #"(%���(#"�� ���� ��

����� �� ��� �����+ �����

�,� ��.� �"����� ���� 7��'� ��� 8��� -"�*�%� �"#$���%"� "& �!� �&&�'�'0 "& $(�%�� ��� '"����("(%�

��)� ��� ��%�� �� !� �� ���('��"� "& $!"�"'0�"�"1�'��0 *0 !��#��"$"�$!0��� ����)���)�� ���������

���������� ��� ��� �,9��

Page 117: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

���� ���� ��� ��� ��������� �� ������ ��� ��������� ��� ��� � ����� ���� ����� ��

���������! "� �#��������� ���� � ���������� ���� $%%&$�% '����(�

��%� "�)� *� �� +� ����� � ��� ,� -�� �.��� "�/����� �&���� ����������� ����� � ��

��������� �� ����.��� �����! � ���� �&� ���� � � ��������� ��� 0%%&0%0 '��12(�

���� �� 3��/������ 4� -������ 4� 5������� 6��� ,�7���� ��+� 3������� ��� 6�8� ������

���������� ���� .�� ��� ������ ��� ��������� ��� ������ ��� 3������ ����� ����

����� � ������ ���� ��� ��� ��9&$%: '���$(�

���� "� 4������� 7� 6������ ��;� 6 ���� ,�6� ,���� ��� ���� +����� ,���� ��������� �� �&����

��� �&��� 3������&<< ������� �������������� ���� � ������ *=3 ������ � � ����� ���

� ��������� ��� ����� �� ������ � � ������ ������ ���� ��� ��� :%:&:�% '����(�

��$� "��� 3���� ��6�;� ������� ��� "��� ���6�.���� =� ����� ���� ������ �� � ������ � � �����

�� ���� .������ �������� ����� � ����� ���� ��� ��� �92&�2% '���%(�

��:� ,�"� -������� ��&;� >�� ��"� 3���� ��� 3��� ����� )��������� �� �������� ��� �����

����� ������������ � ��������� ���� ����� ��� ��������� �� �������� ���� ���� ���� ��� �������� ��� ������� ����� �� ���� ����� ��� �!� � � "#$�%�

&&�� '��� �(� )*���+�, ��� (��� � -�� ����*� ./�*��0���� */���0 �*/ �1���� �,/* ��1���2 �*/���*��� ����0��� ����� ���� ���� ��� $���$�# �"##3%�

&&3� 4�'� 5��*� ��� �� ���� �����*0 � �/�*��0���� */���02 �60,�� ��� */� �*������*���� �7 ������0 ����*0� ������� ���� ���� �8#��$� �"##&%�

&&8� ��5� 9-����� ��� �� (���� ./�*��0���� */���0 �7 �' *1��1� � ���2 977��* �7 �1,:�,/*���� 7��*���*�� ��� (�����;����� ������ ���� ���� �� "�3 �"#$$%�

&&$� �� (��� ��� 4� /�*������ ./�*��0���� ���*-�*�� �7 ����� ����� � -*�� 977��* �7���*�� *�����*1� ��� ���� 7��*���*��� ������ ����� �� ��"���� �"#8#%�

&&#� �� ����� �� �� ��� �� �� ��� ��������� �� ������������� �� ��������� ���������� ��������� �� �� ������ �� � �� �� !�� ������ �� ����������� �� ��������������� ��������� ��� "##�"$% �"&&'��

'%(� )� ��� ��� *� +��� ,� ����������� -�.� /����� 0� ���1��� �� 2�,� ��3��4����� ��� �� �������� �� ������ 3��� 5� ��� ��� ���� ����������� �������������������������� �� ��� �� �� �� 1� ������� � �� ���� ����������� �������� �� �� ������

��� 5$&�5&� �"&&5��'%"� 0� -����3� ��6� �7 ���� ��� *��� ��)���� 0��� ���1��� �� 2�,� ��3�� .���� ����

����������� �� ������ �������� �� ������ ����� 5� ��� ��� ���� ��� �� ��� ��� ���� ��� ���������� ��������� ��� #"�#8 �"&&&��

'%'� )� 0��� � �� �� ��� 9��������� ���� ��� �� -/' �� ��� �� ��� �������:�� 3��� � ���� ���� ������� ������ ������ ������ ����� ��� '8%�'8# �"&&'��

'%%� 2� ; ��� )� 6 �� /� /�1 ���,���:������� /� 9��� �� �� <� ) ��� 4������ �������� ��������� ����� ���������� ��� ����� �� ���������� ��������� ��� 8#�#( �"&&$��

'%�� ��-� 6� ���� �2� *�������� 2�!� 9 ��+ �� /��� 6� �� !����� ����� ���������� �� �� ���� �� ���� ��������� ��� � �� �� ���� ���� ����� �� ������ ��������� �� ������� ��� �� -����� ���'���' �* ��� � =�3 >��+� "&$&��

'%5� 2� 2��1���� 2� 0���������4��� �� �� ����� �� �������� �� �� 2��1���� 7����+���� ����� �?�������� ��+ � �� ������� ��+ 1���� ��� � �� ?��� ������@��� � ��� ����������� ��1����23����� ����� �� ������� �"&&5��

'%8� =� A� ���� �� A� �� �3� /��� �� ��� �� � ����1�� ����� ��� ���������� �������� �������� �� ����� �� ����� ����B� ������� .��� 7�������� �� !����� ���� .���� 23�����"&&$��

'%#� 0�4� *������ �����3 �� � ���������� �������� ����� ����������� *���� 2*74 �� � ���� "5(�"58�"&$$��

'%$� 0�4� *������ 9 ���������� �������� �� ���� ���� ����� ����������� �� ���������� ������ ����������� ������� ��� �� ������ � ��� � ���� ����� ���� ����� �� ������

� �� !�"� ���#$� "������$� #�%��������� ������$�� �# ����& �%�' ������ $� ������ ������� ��� ��� ������� ��� ����� �������� �������� ��� �������� ��� (�)� ��%'*���& ����� +�," -��� ����

..�./ �������

Page 118: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

���� ���� �� � � ���� ����� �� ���������� � � ����� ������������� ��� ����� �� ��������������� �� ������������ � � ������ ������� ������������� ����� ��� �� � ��� !�" !#�$#%%&'�

��#� (� ) ������ * ���� +� �� ,� ������ ,� (�� ��� � � (� (�� ���� � ��� ��������� ��-� ��� ����� �� ������ ����� ��� �� � ��� !#. !�� $#%%&'�

���� /�)� 0� 1���� 0��� (��� � � ��+� 0��� � �� ���� ��������� �� ������������ � � -� ���� ������� �������� �� ���������� �������� � ��� 2�" 2"� $#%%!'�

��"� /�/� (��3��� 4��� �� 5 ���� ��� ����6���3�� ��� 7�6���� ��� � ��������� ���� ## ## $#!.�'����� 8� (�9���� :� ;������<� < �����6�� /�=��� ������������ 7�6�� �������� ��� ���� ���

�������

�� �� � ����� �� ���������������� �� ������������ ���� ������ � ��!� ������ ��"� #���$� %�

&��� � � ��#� ��'�� !��'( �������� �) �(�*'���� � ��'� � � +'����� ������ ��� , '���� � �����

)'������� ��� � ������� ������� ��� ����� ��������� ��� ����� ���������� ���������� ��� �������������� -�.� /��,����(� ���� # 0! ��'� ����� 12�32 �������

1� �� ���������������� �� � ����� ��!� ������ �� ������������ ��"� #���$ � � ��#� ��'��

#*��������*�� ���, ���� �) ��'� �� �(�*'����� ��������� ��������� ��� 333�321 �������3� 4� �������� � ���� ������''� !� #�'��� #� -����� � � �� ���������������� #���( �) ���

)'������� �� *��*������ �) ����' � � ��*'����� ���� �������' ������� ������ ��� ��� ��� ������� ���

��� � ����������������� � ������ � ����� � !"#����$%�� & &�'������� ( ������)� * �+��,��� ��� � �+��,���� -�.����/��/� /'���/���%��%/� �0 '.)�� ��'����/�����%/ 1��2.� ���)��%����� �.)���� %� ������ ������� ��� ����� ��������� ��� ����� ��������� ���������� �������������� �� 3 & !�.�'���4� 5��/ �56� +�� ����� ���� ��

�� ! # ����7��'��� ��� # ���.����%�� 8�������%�� %� )�� 666 3'� )%/���/�1%/ 1������ �00�.����/��/� %� ��'���)��� ��� %�� �����%�� �� �'�%� ���$�'� �� ����� ����� ��� ������� �����

��� �� ������ ��� �� �������� ������������ ��� �������� � ���!��� "#������ �!�������� �� ��$��% �����

&# '���� �!���'���#� �� ���� ���� ���� (�))�(��� �����

��� *� ����'��� �������� �� ��������� ������ �� �������� �������� ��� �������� �+����'�� ,����� -�.

/���� -/� �0���

� � ���� ������ ���� ���� ����� �� ���� ����� � ��� ���������� � � ������� ���� �� ���� �������������� ������ ��� ����� ��� � !"#�

$%&� ��'� (� ����� ��)��� *����� ��� '�)� +���� ,�-�������- .��������� �. ���� ����/ ��+����� �. ���-����-� ��..������ �� -� ��-�������- .��������� �0�-�� �. ���� .��� ��������� ����1 �����2 ������ ��� � ����� ��� �3341�33& �� 4#�

$%"� 5� 6���� �� 6���� �� )7 ��� ��� 5� +������ ��-��������� �8���-���1����-��� �-�-�� �� ��������� �� ���� " 1%43 �� 9$#�

$%%� :� *������ )� ��������� 6� *����� ��� :� �;�<��� ��-��� .��������� �. -� ����8 �-����� � ������ .�� �=�0����� ��� �������� �������� ���� �� ���� � ������ ������� ����� ��� �����������

��� � ����������������� � ���������� � �������� �!��"��� ��� � �!��"���� #��$����� �%������ �������&�����$& '��(%� �$�����$� %�$�� ������$��%&�� )�%����&��&�� ���� �� ����� ������ �����*+���+ ��*�

��+ , - .������ , � #�/��� # � 0��%"� ��� 1 # #& ����� -���%��� �%��)�%����&��&� � $� $� �%��� )��!$��2� �� �������� � ������ ��� ����� �+��

��� , , ��)���� 3 . 4���� � -������� �� ��� ������ ���� ����� ��� ���� ������� ������������ ������������ ������������ ��� ������ ��������� ��� ����� ������� ���� �� ����

��� �� ������ � !"#� �� $�%&'(�) %� *� *���� *� *�� �� ��� *� �� ��� �� ��� + ������������ ���������������� ��� ������ ��������� ���

��� ������� ������ ����� ���� �� )&# ,) $�%&"(�)-!� �� �� ��� ��� .� ����� /����� ������������ �� ��������� ������������ �� � � ���� 0��

������� ��� ������ ���������� ���� ��� ')'#')- $�%&%(�)-�� �� 1����� 2� 1���� 1� ��� 3��� ���� 345����0��� 6� 6� ������� 7� 8���9��� ��� 8� 8���9����

+������� ������������ ��������� �� ��� 9������ �������� �����0��� ��0#���� � ���������:������� ������� �� ,))#,,! $�%%,(�

)-)� 8� 8���9���� ������ � ����� ��� ������������� ������� ��� � ������� ��� ��� ������

Page 119: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

���� �� ����� �������� �� ����� �� � ����� �� ����� ������ �� ���� ���� �� ����� ��������� ��������� �� �� �������� �!�!"�� �" �!�� � �����!�#" ��# ��"�" �$"��� � ����#��! � � �#� #� ���"��! � ���!�!�!�% !� ��"� "�!�!"�� �$"!��!�!�� ������ ��� �� ��&'(�&�& )'**'+�

��&� �� � ����� �� ,�# ��"�" �$"�� �" $% � � �!"�� �� ��!� ������ !��� ��!"��-!������! � ���!�� �#� .���!�#� � /"�� � �%� �#�� �0� )'**�+�

��(� 1� 2��� �������� "��"� !��� ��!"� �� ����$% � /!��# $�!"� " ��!���! ��� -!������! ����!�� �#� .���!�#� � /"�� � �%� �#�� �0� )'**(+�

���� .� 3���� 4� � %���!" ����$% �� �������� !��� ��!" ��#!� � ���!����� �#� #���-!������! � ���!�� �#� 5�!���!�%� �#�� �0� )'***+�

��6� 3� ��!��� �� ����� �������� �� ������� �� �� �������� �����!�#" ��# ��"�"��#!� � ��������)�%� 7%$��%�+"�� �!� !� ���!����� �� � ���� �!��#� !� ���� �� � ��������� 889�88( )'**&+�

��8� :� ������ � �� ;� ��������� /� �!�� �� !�$������! � � � " �$�"� ��# ���� �� � �!"�� !��� ��!"�� :����<� ���!�� �#� .���!�#� � /"�� � �%� �#�� �0� )'**8+�

��*� 1��� �!$� �� ���� 2��� �� ��:� ;���� =��� $ �$�%�!� �!���!�> � �0 �! � �� �" $!" �"�! � � ���!����� !���� � ������ ���������� ��� ��� ������* )'*�'+�

�69� 1��� �!$� �� ��=� 4����� ���� 2��� �� :�2� - "?��%� =��� $ �$�%�!� �!���!� � ��"�! � � "��!"�� "��"�� ������� ���� � ��� ����� �����

��� ���� ������ ��� ���� ������� � ����������� �� �� �� �!� �� �� �� ����"��"� ����"!��"�#� ���

��"���$����� �� �%��� � �& � %� ��� ���� ���� ��� � ��� ��'� ������

� � ���� ������� �� ������� ��(� )��"��� ��� *�+� �� &!����� ,� ����"��"� ����"!��"�#� ���

����"���� �� � �& "��"��� ����� ��� ��- �����

�-� ���� ������� ���� ������� .�+� /��"! % ��� (�0� 1 �!� ,� ����"��"� ����"!��"�#� ���

��"���$����� �� "��"���%� � ����� ���� ���� ��� -'�- ���-��

��� *� 1������ 2� 3�!�$ 4�� 5� 6 $ 4�� 5� 3�!���� 6� 6 $ 4�� 6� 2���4�� �� 1��%�� 2� 6 $ 4�� 5�

��$�7�� 1� 5��� ��� 8� 1������ �!�������%�" "��"�� ���&����� ��� �����%��� �����%

"��������& �� # ��� ������ ��� �� �����"�#�" �#�"�����%�&� �����$��� ������ ���� ���� �� ����

�����

�'� 6� 2���9�� 5� 6:�����& ��� 6� 6:�����&� 2 ����"���� �%�&��& ��� "������� ��!��"�%��� ��

"��"�� � %�� ��"���$����� ���& ��������� "�� �� ����"��"� �� !�%���#��#!���� ����:���:�

�1#���������& ���� �� ���� ����� ��� '�'� ���'��

�� 6� ������������&���� +� +�!������ ��� 6� 6:�����&� 2 ���"���� �� ����"��"� �%�&��& �����% ���

�� ����"��"� ���&�����"�� �� ���������� �� ��� ���������� ������������� ��� ���� ���� ���� � ������ ����� ������� �������

���� �� ����� �����!�� � "� "��#� ��� $� ��#�%��! #�� �� ��#�%��!� &�'��� ����� #!�! #��(��� �# '����� �) � '�* �((��#��� �� ��� ��#��#��� �) #�!�#�� �'�� #��#����� ������� �� �� )�� ���#� � '�� ���������� ���������� ��� ������+ �������

���� $� ��#�%��!� �� ,#�!� �� �������� �� ���#��� �� ��!�#�� -� -.����� /� "���#� 0� /���� � ��1�2�� 3� 3��!��.� �� 4���5�� �� ����� �����!�� #�� �� ��#�%��!� ����#� '�������'�)�'��� ����� #!�! �) #�!�#�� �'�'� � ��#� �6(������� ���� ������ ��� ��� �������

���� 7� 4#�8� 4� / � #�� 9� 3#��� &�'��� ��#� )�� '��(6�� (����� ��(. #�� (����#�#!�! �) (����(��(�.�� � �!�� ��#��# ���� � ���������� ���������� ��� :���:�+ ����:��

���� -� �'%���'� &� /������ ,�;� �'� -� -#(�� #�� � <#���� � . �� )�� ����� ����� �# ��)�'��� ����� (����� ��(. 2�� '��(�� (�� ����� !#��!� ���� ���� �������� ��� ��=+���=��������

���� �� ������� � ��� � �� ������ ��� � ����� ��� ������ ��������� ��� �� � ������ ����� ��

����������� ������������ �� �������� �� ��������� �� ����������� ������ ��� �� �� � �� !

"#$$%&�

�!�� �� ������� � ��� � '� ������� �� ������ ��� � ����� ��� (����������� ���� ��� ���)��) ��

�*������� �� ����� �� ���� ���������� ������ ��������� ���� ���� �������� �������� �� ��$�

�+, "#$$%&�

�!+� �� ������� '� ������� �� ������ � ����� ��� � ��� � �� -���.��� /� '���������0�)��� /�

/������) 1� 2��) ��� 3� /������) 4�� ����� ��� ��� ���� ��� ���)��) ��� �� �� �� ��� �� �5��

����� �� ��������� �� ��� ���� ������� ��� ������� ��� � �������� �� ����� ������ ����� ���� ����

Page 120: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

������������ ���� ����� ��� ���� ������ ���� ��� ����� �� ������ ��� ��������� �� � ���

!"#�!"$ %!$$&'�

(&)� �� ���������� ��� *���+��� �����,��� -����.������� �. ��� ��/�������0�� ��������� ,0

. �������� /����/��� ���� �� �1��� ����� �2�������� ��� �� �1��� ����� ����������

����� ���� ��� 3)!�3)& %!$$4'�

(&3� *���+��� �����,��� �� ����/���� 5�6� 7����� ��8� 9���� �� ���/��� ��� ��8� ���:��� ��

���� . �������� ����������0 ��� �/����� �. �/�� ���� �/��� ��� ��� ���� �� !$!�("!

%!$$)'�

(&#� +�*� 8�� ;�+� ����� �� ������� 7�8� ��� ��� 5�5� � .���� �..���� �. �� .��,������� ,0

��/�� �,��� �� ��� . �������� ������ .�/ ��/� ��� ������� ������� ��� ���� ���� ��

!#<�!<# %!$$"'�

(&<� �� ������������� �� �� ���������� =� ����,�� ��� �� ����,��� 8���������� . �������� ��

/����� ������������ �� ���������� ������� �������� ��� ��� ���� ���� ��� � �� ���� �������� ����� �������

� � !�"� #$%$�&$� '�(� !� ))�$� #�*� +,- &�.� *�/� ����)� "� �. &0�) $.� /��� ���1��2$3�/$4� �&.���� 5� �4��.�� 4%��� 4�%� 5 �3$. ��.&� 3�4$6 ������&. 5 $��.3$�4� $.45 3$�&.� ���������������� ��� �7���7� �������

� �� #��� ���3$�1� � ��#� ' &4�&� !�!� !3%�.� ���� '����� ��*� "&���� � 8��� 8&4�&1$ $.� ��'����4��� 9�� $�&��� �$4� �&.���� 5� �4��.�� 5 ��.&� �&44�6 -$4&� 2&��� $.� �&$�.4�&�%��.�&$�� ������ ����� ���� ��� �:�� �������

���� !� �1� � �� *.�;.� �� �$ $3&��� #� #&)3&� !� "2&� �� <.�� 44.��.���4� #� ��$.2� �� ����$.2� � $.� �� ���)$1� !�&.&�$� 4%��� $� ��$ $��� &)$�&. 5 ��.&� 3�4$� ��4&.4 4&.�

$�5� �4��.�� $.� ��$3&.����&.&� $�&� 4�.4&�&)$�&.� ��� ��� 7���7� ����������� �� �������� ���� � ������ �� ��������� �� ������� �� ���� �� �� �� ��� �� ��� ����

��� �� � ������� ����� !���������� �" � ���� ��� ��� ���� �� ��� ����� ��� �� ����#$� �����

���� ��� � ���� "����������� ������� ��%� ��� � � �� ������ ��� ��� �� &'�'( )*++',�

(+(� �� �������� ���� � ������ �� ��������� �� ������� �� ���� �� �� �� ��� �� ��� ����

��� �� � ������� ����� ����������� � � ����� � �" ���� ��� ������ ���� �� ������� � )-.�, �

� �� �� �� ������ ������ "����������� ������� �� ���� ��� �/� ��� �� 0���������� ������ ���

��� �� '1�2& )*++',�

(+1� ���� � � ����� !� 3� �� �� 4� 5���� ��� �� ����������6����� ���� �"����� � ""���

��"���� �� ��� ������ ������ "����������� �����������# "�� �#����� �� � ���� ��������� ��� ��

� ��������� ���� �� *+7*�*+*( )*++2,�

(+&� �� 8��! �� �� 9�������� :� 5������� -� ���� � 9� :�����# ... ��� �� ����� .� � �� ������

� ������ � �" ��� ���������� �� �� � ""����� �� ������ $�� "����������� �� ��� ������ ��� ���

�� &*�&2 )*++;,�

(+;� �� 8��! �� �� 9�������� ��� :��� 5������� <����� ������ "����������� "�� ����������

������ ��� �#����� � � ����� � � �������� � �� ��� ����� ��� �� ��� ������������ ��� ����

����� � ������� ���� ��� ���� ������ �� �������� ��� ����� ��� � !"�

� �� #� ������� �� ������� � $� %&������ #�'�� � ��� ����(�)�� �)�� ����)�� ��

������������ ��*� +��(��,�� *� ���� -� ��� ���(��� ��'�'� �� ����� � ����� ��� ���� !./�

!�� �� 0"�

� /� $� %&������ 1�$� �+��� 2�3� ������ � 4�2� %���� ��� �()��(� +��(�� 5� �����5 �

�(�� ����)���,�� *� ���� -� ��� ���(��� ��'�'� �� ������� ���� �!6�� �� 7"�

� !� ��$� �������� �� ������� �� 489������� � $� $+���*�� �))�()�� �����+��(��

���(��� � ���)�+�)� � ����� )�� �) ���� ��)� )��)�� ��)� ������ ����� �� � �� ��������

���� ���� ��� ��/���0 �� 6"�

� � �� ������� �� ��������� �� ����� ��� �� ����� ������� ��������� ������� �� ����������

��� ��� ������ �� ������ ����� ��������������� ��������� ��� �� !"# $$ %&''()�

!**� �� ������� ��� �� ��������� +����� ��������� ��� ����� ���������� ����� ��� ,-

����.����� �� ������� ����� /���� ��������������� ��������� ��� �� !!# $ %&''0)�

!*&� 1� ��� �� ���������#2��� 3�2� ,����� 4� �5��� ��� 4� ����.�� ��/������� .���

��� ������ /����������� �����/� �� ������� ���� ������� �������� .� ���� ��//��

/�������� ����� � � �������� ��� &6$#&6' %&''0)�

Page 121: ON THE USE OF LIGHT FOR THE CHARACTERIZATION AND TREATMENT OF - Atomic Physics

���

���� ���� ���� � ��� �� �� ������ ���� ���� � �� ���� ������ �� ���� ���� ��� ����!����� ��� ����"���"� �#�!��� ���� ��� ���� � ���� ��� ���� ����!���� ����� ���������� � ��� �$%&�$' (%$$)*�

���� +�,� -���� ����& ���� ���!���� ����� ���� ������ ���� ��� %�.&%)� (%$$�*���'� /� 01����� �� 2�3���� ��� 4��� 5������ ���� ���� ��� ��� �!����� �� ����!�" ���#�

�"�������� ���� ������ ������ ���� ��� ��$&�%) (%$$�*���.� 0� ��"##�� �� � �� �� � 6� ��� /� 7��!���� ����& ���� �!����� � �8��� ��� ���!

������ ����� �� �#� !�8���&��"��� ���� � ����!���� ����� �� ��������� ����� ����� ��� ��%&��)(%$$'*�

��)� /� 01����� 9� 7�!������ 7�:� �� �#� ��� 4��� 5������ ���� ���� ��� ��� �!������� "��� ��&���� � ���� !�� ������������ ����� ���������� �� ���� �� ����������� �� "���������� ������ ������ ����� � ��

���� �� �������� �� ���� ������� �������� �� ��� ��! �� �" �� "��� ��"��!�" � �����

#� ��� ���$����%� ��� ���� �� ������ ��� ���&��� '� �(�