Rotationsauflösende Laserspektroskopie - CFEL at DESY

70 8. Molekularstrahlapparatur
Skimmer miteinander verbunden sind. In der Quellkammer befindet sich die
Probenvorlage, die ohne Öffnen der Kammer von oben – durch die Stagnationsgaszuleitung
– befüllt werden kann. Sie ist durch einen Wellschlauch mit
der Düse verbunden, durch die das Gas ins Vakuum expandiert wird. Probenvorlage,
Düsenzuleitung und Düse können unabhängig voneinander mit
Heizwiederständen bis zu 200 °C geheizt werden, die jeweiligen Temperaturen
werden über Thermoelemente gemessen und die Heizung entsprechend
geregelt. Zur Zuleitung von leichflüchtigen Substanzen ist eine weitere, externe
Probenvorlage vorhanden. Diese kann mit einem Peltierelement auf
Temperaturen bis zu -30 °C geregelt werden.
Die Halterung für den Düsenkopf in der Quellkammer ermöglicht ein
leichtes Austauschen der aus laserbearbeitetem Edelstahl bestehenden Düsen.
Um die Bedingungen für die Clusterbildung zu optimieren, stehen zylindrische
und konische Düsen mit 50, 100, 150, 200 und 250 µm Düsendurchmesser
zur Verfügung. Der Öffnungswinkel der konischen Düsen beträgt
30 °. Die Düse kann über zwei Schrittmotoren (isel) computergesteuert
in x- und y-Richtung verschoben werden. Jeder Motor wird über eine Leistungskarte
(isel UMS 2N) getrieben, diese sind zusammen mit einer Adapterkarte
in einem 19 ” Rack zu einem CNC-Controller (isel C 10) zusammen
geschlossen. Diesem Controller werden die Einzelschritte der Motoren per
TTL-Puls übermittelt (siehe Abschnitt 11.1.3.2 auf Seite 86). Entlang der Molekularstrahlrichtung
kann die Düse mechanisch justiert werden.
Aus dem Molekularstrahl wird wenige Zentimeter hinter der Düse bereits
durch einen Skimmer der größte Teil abgeschält. Die zweite Kammer
dient als reine Flugstrecke, an deren Ende der Molekularstrahl ein zweites
Mal geskimmt wird. Die Position des zweiten Skimmers kann zwischen 14
und 20 cm variiert werden. Wird der Skimmer weiter vorne angebracht, hat
man eine größere Transmission und mehr Signal, sowie eine größere Dopplerbreite.
Verschiebt man den Skimmer hingegen weiter nach hinten, wird
die Dopplerbreite erniedrigt, allerdings auch die Transmission und somit die
Signalintensität. Zusätzlich kann man noch Skimmer unterschiedlicher Größe
(1–3 mm) einbauen.
In der dritten Kammer wird der Molekularstrahl nun circa 36 cm hinter
der Expansionsdüse senkrecht mit dem Laserlicht gekreuzt. Zur Vermeidung
von Streulichteinflüssen von außerhalb der Apparatur sind auf beiden
Seiten der Meßkammer 50 cm lange Lichtbaffle mit Brewsterfenstern angebracht,
durch die der Laser in die Kammer eingestrahlt wird und auf der
gegenüberliegenden Seite wieder austritt.