Energiediagramm eines Fluoreszenzfarbstoffes. Ohne Einwirkung von Anregungslicht befindet sich das Molekül stets in Zustand mit der niedrigsten Energie, dem Grundzustand. Durch die Anregung erreicht das Molekül einen Zustand höherer Energie, den angeregten Zustand. Von dort kann das Molekül in den Grundzustand zurückkehren, indem es Fluoreszenzlicht abstrahlt.
Die LIF-Technik ist ein hochempfindliches Messverfahren für den Nachweis von Atomen und Molekülen, das in vielen Bereichen der Forschung eingesetzt wird.
Eine atomare oder molekulare Spezies kann Laserlicht absorbieren, wenn die Wellenlänge auf einen resonanten Übergang der Spezies abgestimmt ist.
Das absorbierte Licht wird von den Molekülen momentan wieder in Form von Fluoreszenzlicht abgestrahlt und kann mit Photomultiplern oder CCD-Kameras detektiert werden. Aus der Intensität der Fluoreszenzstrahlung lässt sich dabei die Konzentration der Spezies bestimmen.
Auf Grund der resonanten Anregung ist das LIF-Verfahren speziesselektiv und damit so empfindlich, dass man typischerweise Konzentrationen bis in den ppm-Bereich nachweisen kann.