Analyse und Verbesserung der Zeitauflösung der Testquelle ...

5. Auswirkungen von Nichtlinearitäten desKristalls auf die zu untersuchendenStrahlparameterBei der Untersuchung der Strahlbreiten in Kapitel 3 wurde davon ausgegangen, dassdie Photokathode linear auf die einfallende Lichtintensität reagiert. Beobachtungen imLaufe der Arbeit haben jedoch ergeben, dass dies nicht immer der Fall ist.Ein solches Verhalten kann zu einer Verfälschung der Korrelationen zwischen Elektronenstrahlbreiteund Laserstrahlbreite an der Photokathode führen. Ein Beispiel hierfürist der so genannte Oberflächenphotoeffekt (surface photovoltage effect, SPV ), der dieemittierten Stromdichten mit steigender Laserintensität unter das lineare Verhalten absinkenlässt. Das bedeutet bei einem gaußförmigen Anregungsprofil eine Überbewertungder außen liegenden Emissionsarreale im Anregungsprofil, was zu einer effektiven Strahlfleckverbreiterungführt. Da die Bemühungen, durch eine Strahlfleckverkleinerung desAnregungslasers eine Verkleinerung des Elektronenstrahls hervorzurufen, nicht erfolgreichwaren, und andererseits auch Nichtlinearitäten beobachtet wurden, die mit demSPV-Effekt in Verbindung gebracht werden könnten, soll hier untersucht werden, ob solcheEffekte für die mangelnde Verkleinerung des Elektronenstrahls verantwortlich seinkönnten.5.1. Präparation einer KathodePhotokathoden müssen nach den in Kapitel 2 beschriebenen Methoden zunächst miteiner Aktivierungsschicht aus Cäsium und Sauerstoff bedeckt werden, so dass möglichstviele Elektronen emittiert werden können.Die Präparation beziehungsweise Reaktivierung eines Kristalls zur Vorbereitung aufden Einsatz als Kathode besteht im Wesentlichen aus zwei Schritten: dem Ausheizenund der Cäsierung. Der gesamte Vorgang wird in der Präparationskammer, dargestelltin Abbildung 5.1, durchgeführt.Das Ausheizen dient der Reinigung der Kristalloberfläche. Hiervon betroffen ist auchdie Cäsiumoxid-Schicht von vorangegangenen Präparationen. Die Ausheiztemperaturliegt je nach Kristalltyp zwischen 580 ◦ C und 640 ◦ C und darf ebenso wie die Ausheizzeitnicht wesentlich überschritten werden, da sonst die Oberfläche beziehungsweise derKristall an sich zerstört wird.Nach einer Abkühlzeit wird bei der Cäsierung aus einem Cäsiumdispenser über einenregelbaren Heizstrom Cäsium extrahiert. Mit einer Beschleunigungsanode wird das Cäsiumzur Kathode beschleunigt und so auf die Kristalloberfläche aufgedampft. Während51