Laser-Wakefield-Beschleunigung am JETI-Einfluss der ...

3. Aufbau3.2.3. Diagnostik für ElektronenDer Zielschirm Das räumliche Profil und die Richtung des Elektronenstrahls könnenauf dem Zielschirm betrachtet werden, einem Szintillationsschirm, der ca. 32, 5 cm hinterder Gasdüse in den Elektronenstrahl gefahren wird. Der Schirm steht unter einem Winkelvon 45 ◦ zur Strahlachse und wird von einer CCD-Kamera (Basler A102f 12 bit), diesenkrecht zur Strahlachse auf den Schirm gerichtet ist, beobachtet. In dieser Geometrieist das aufgenommene Bild nicht verzerrt. b Mit Hilfe eines Punktrasters mit Punktabstand0, 5 cm können die Abstände auf dem Schirm bestimmt werden. Um das Laserlichtabzuschirmen, ist dieser mit Alufolie lichtdicht abgeklebt. Da der Szintillationsschirmauch für Röntgen- und Gammastrahlung empfindlich ist, haben die Bilder dennoch einenUntergrund, der bei der Auswertung der Bilder berücksichtigt werden muss.Elektronenspektrometer Im Elektronenspektrometer werden die Elektronen von einem20 cm langen und 10 cm breiten Magnetjoch auf zwei Szintillationsschirme gelenkt.Der erste Schirm, der Niedrigenergieschirm, zeigt dabei die Elektronen von 20 MeV bis56 MeV, auf dem Hochenergieschirm sind die Elektronen von 59 MeV bis ca. 250 MeVaufgelöst. Die Spektren auf den Schirmen werden mit zwei CCD-Kameras (Basler A102f12 bit) aufgenommen. Zwischen den beiden Schirmen entsteht aufgrund der Befestigungeine kleine Lücke. Da die gemessene Intensität pro Ladung auf den beiden Schirme nichtübereinstimmt, muss das Spektrum des einen Schirms mit einer Konstanten multipliziertwerden. Die Konstante wird über den Vergleich von breiten Spektren, die sich über beideSchirme erstrecken, aus verschiedenen Messungen bestimmt.Durch die runde Eintrittsöffnung von 2 cm ist der Akzeptanzwinkel des Spektrometersauf 20 mrad beschränkt. Die maximal erreichte Energie in den Messungen liegt im Bereichvon 100 MeV. Für diesen Wert ergibt sich aufgrund der maximal möglichen Divergenz desElektronenstrahls eine Messungenauigkeit von 20 MeV. Für kleinere Energien wird derWert geringer, die Ungenauigkeit bleibt aber dennoch groß. Mit einem Spalt von 2 mm vordem Magneten kann die Auflösung deutlich gesteigert werden. Da das Elektronensignalim Spektrometer schon bei kleinen Abweichungen von der optimalen Justage trotz desrelativ großen Akzeptanzwinkels von 20 mrad stark abgenommen hat, wurde der Spaltin den Experimenten, die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt wurden, nicht genutzt.b Steht der Schirm im Winkel δ zum Strahl, wird das Bild zunächst um den Faktor 1/ sin δ gestreckt.Das Bild der Kamera, die senkrecht zum Strahl steht, ist um den Faktor cos(90 ◦ − δ) gestaucht. Fürδ = 45 ◦ heben sich die beiden Faktoren auf und das aufgenommene Bild ist nicht verzerrt.29