Aufbau einer gepulsten Quelle polarisierter Elektronen - Institut für ...

90 Kapitel 5. Experimente und Ergebnisse
Wellenlänge / nm
100
Zeit / ps
-20 -10 0 10 20 30 40
GaAs 0.95 P 0.05
X1233 (St. Petersburg)
90
80
70
Polarisation / %
log Y
Strom / pA
60
50
40
30
20
Polarisation
Polarisation (MAMI)
Log. der Quantenausbeute
Photonenenergie / eV
10
0
-20 -10 0 10 20 30 40
Phase / Grad
(a)
(b)
Abbildung 5.1: (a) Polarisation und Quantenausbeute der Photokathode des Typs 1233. Die
Daten wurden von M. Schemies im Institut für Physik aufgenommen und
für diese Arbeit zur Verfügung gestellt. (b) Ein 9 ps-Puls aus einer Strained
Layer-Photokathode.
Abbildung 5.1(a) zeigt ein typisches Polarisations- und Quantenausbeutespektrum
eines Kristalls aus der Serie 1233 über einen breiten Spektralbereich. Die Daten
wurden von M. Schemies für diese Arbeit zur Verfügung gestellt. Die mit „Polarisation
(MAMI)“ bezeichneten Daten wurden von M. Steigerwald mit dem Polarimeter
des Spinrotators (s. Abb. 4.5) gemessen und konnten durch Messung an dieser
Apparatur im begrenzten Spektralbereich des Titan-Saphir-Lasers reproduziert werden.
Abbildung 5.1(b) zeigt einen Elektronenpuls, der mit dieser Photokathode bei
0.65 fC Pulsladung erzeugt wurde. Er besitzt ein annähernd symmetrisches Pulsprofil
mit einer Halbwertsbreite von 9 ps. In dieser Halbwertsbreite steckt die apparative
Auflösung von 2.6 ps (FWHM).
Bei höheren Pulsladungen wurde eine Pulsverlängerung beobachtet, die mit dem
Auseinanderlaufen der Pulse aufgrund der elektrischen Abstoßung der Elektronen
erklärt wird (Raumladung). Die potentielle Energie der Elektronen im Puls wird
innerhalb weniger Nanosekunden nach Verlassen der Photokathode in kinetische
Energie umgesetzt [101]. Auf der folgenden Transportstrecke kommt es dann aufgrund
der unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Elektronen zu einer weiteren
Pulsverlängerung. Zum Nachweis dieser Hypothese wurde die Energiebreite des