Analyse und Verbesserung der Zeitauflösung der Testquelle ...

3.5. Untersuchungen zur Strahlfleckgrößemit der Kathodenposition variieren. Daher wurde der Spot auf der Kathode auf einenmaximalen Durchmesser von 60 µm geschätzt.Anhand der Rayleighlänge z R , die in Abhängigkeit des Fokaldurchmessers d f und derWellenlänge λ angibt, in welchem Abstand vom Fokus sich der Strahldurchmesser umden Faktor √ 2 vergrößert hat [8],z R = π · d2 fλ(3.11)kann man abschätzen, wie groß die Toleranzen in der Einstellung der Brennweiten sind.Im Fall der bei einer für viele Kathoden üblichen Wellenlänge von 800 nm beträgt dieRayleighlänge 3.5 mm, so dass man also in der Justage nicht viel Freiraum hat.550540Strahlbreite / µm53052051050010 12 14 16 18Änderung des Linsenabstands / Umdrehungen der MikrometerschraubeAbbildung 3.20.: Elektronenstrahlbreiten in Abhängigkeit der Linsenabstände. Die Messwertestammen aus Festdrahtscannermessungen.Abbildung 3.20 zeigt, dass man trotz des geringen Justagefreiraums recht gut in derLage ist, den optimalen Fokus des Teleskops zu finden, denn der Ort minimaler Elektronenstrahlbreitekorreliert gut mit dem Minimum der Laserfleckgröße.Experimentelle ErgebnisseDa der Laserspot vom neuen System auf der Kathode etwa um einen Faktor vier kleinerist als vorher, wurde erwartet, dass die Emittanz ebenfalls um diesen Faktor und derElektronenstrahl in seinem Fokus dementsprechend um den Faktor zwei kleiner wird.Erste Messungen haben ergeben, dass die Verkleinerung des Laserspot nicht zu demgewünschten Resultat geführt hat. In Abbildung 3.21 sind die beiden von den unterschiedlichenLaserspots erzeugten Elektronenstrahldurchmesser im cw-Betrieb dargestellt.37