Volltext - Fachbereich Physik - Universität Hamburg

Kapitel 2.
Grundlagen der experimentellen Arbeit
In der spezifischen Literatur zum Aufbau eines effizienten Elektronen-ToF-Spektrometers
wird durchweg der Begriff der magnetischen Flasche verwendet, auch
wenn dabei nur ein einzelner magnetischer Spiegel zum Einsatz kommt. Für den
weiteren Text wird diese Nomenklatur übernommen. Um im Feldlinienbild zu bleiben,
werden die Zonen mit hoher bzw. niedriger homogener Flussdichte auch als
Flaschenhals bzw. Flaschenbauch bezeichnet.
2.5.2 Die magnetische Flasche in einem Elektronen-ToF-Spektrometer
Abb. 2.14: Magnetisches Führungsfeld nach Kruit und Read [34]
Zur effizienten Flugzeitmessung von Elektronen wurde 1983 von Kruit und
Read [34] die Verwendung eines magnetischen Führungsfeldes vorgeschlagen. Dabei
werden zwei magnetische Flaschen antiparallel ausgerichtet und ihre Flaschenhälse
überlagert (s. Abb. 2.14). Die mit Elektromagneten erzeugte Flussdichte von ca. 1 T
fällt nach einigen Millimetern auf wenige Millitesla ab, wo für den Flaschenbauch
die Felder von Spulen, die um die Elektronendriftröhren gewickelt sind, überlagert
werden.
Die Photoionisationszone befindet sich im Zentrum dieser Magnetfeldkonfiguration.
Durch den Feldverlauf werden nach der Ionisation die in die beiden 2π-
Halbräume emittierten Elektronen auf parallele Bahnen geführt und ihre Flugzeiten
am Ende der beiden Flugstrecken von einzelnen Detektoren gemessen.
Dieses Verfahren wurde 1992 von Cha et al. [35] so abgewandelt, dass sich
die Ionisationszone im inhomogenen Feldbereich einer magnetischen Flasche befindet.
Die magnetische Flasche wird hier durch die Kombination eines zylindrischen
Permanentmagneten mit einer kegelförmigen Weicheisenpolkappe gebildet.
Wie später gezeigt wird, hat die Weicheisenpolkappe eine feldformende und
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