alternating gradient - abbremsung von benzonitril - CFEL at DESY

3.1 Aufbau für ein Modul 31
anliegt, während die anderen beiden Stäbe geerdet sind. Die Schalter sind dazu in
der Lage, Spannungspulse mit scharfen Flanken von einigen hundert Nanosekun-
den Dauer zu erzeugen. Zusätzlich kann mittels externer Spannungsquellen eine
Biasspannung von bis zu 300 V angelegt werden, um sogenannte Majorana-Über-
gänge im feldfreien Raum zu verhindern.
3.1.3 Detektion
Der Nachweis der Moleküle erfolgt durch laserinduzierte Fluoreszenz (LIF). Der
Detektionslaserstrahl wird senkrecht zur Molekularstrahlachse durch die hinter dem
AG-Abbremser liegende Detektionskammer geführt und trifft den Molekularstrahl
65 mm hinter dem Ende des letzten Elektrodenpaars. Dies entspricht einem Abstand
zwischen Düse und Detektion von 662 mm. Der Laserstrahl ist am Ort der Detekti-
on näherungsweise parallel mit einem Durchmesser von etwa 2, 0 mm. Das Fluores-
zenzlicht wird senkrecht zur Laser- und Molekularstrahlrichtung durch einen Hohl-
spiegel ( f = 250 mm) und eine Bikonvexlinse ( f = 50 mm) gesammelt und auf eine
Photokathode mit nachgeschaltetem Sekundärelektronenvervielfacher (PMT; Elec-
tron Tubes B2F/RFI 98/3) abgebildet. Mit Hilfe des Digitalisierers kann das PMT-
Signal entweder analog oder im Photonenzählmodus ausgewertet werden.
Das Lasersystem besteht aus einem Dauerstrich-Ringfarbstofflaser (modifizierter
Coherent 899-21) mit Rhodamin 110 (Radient Dyes) als Farbstoff, der durch einen
Argon-Ionen-Laser (Coherent Innova Sabre) bei 514, 5 nm gepumpt wird [77]. Zur
Frequenzstabilisierung im Bereich hoher Frequenzen dient eine interne Regelung
des RDL. In einem zweiten Schritt wird die Differenz zwischen der Laserfrequenz
des RDL und der Frequenz eines stabilisierten Helium-Neon-Lasers durch einen
externen PID-Regler gesteuert, um niederfrequente Störungen im Bereich von etwa
10 − 50 Hz zu eliminieren [53]. Zur Erzeugung der für die laserinduzierte Fluores-
zenz benötigten Wellenlängen im UV-Bereich wird die Frequenz mit einem BBO-
Kristall (Spectra Physics Wavetrain) verdoppelt. Die Wellenlänge des RDL wird
grob durch ein Wellenlängenmeter mit einer Genauigkeit von 700 MHz gemessen
und kann durch Vergleich des gemessenen Absorptionsspektrums einer Iod-Zelle
mit bekannten Iodspektren auf etwa 200 MHz genau bestimmt werden. Der so sta-
bilisierte RDL hat auf einer Zeitskala von wenigen Stunden eine Linienbreite von
3, 5 MHz im sichtbaren Bereich und kann sowohl zur Spektroskopie als auch zur
selektiven Detektion einzelner Rotationszustände verwendet werden. Die Leistung
des RDL beträgt etwa 500 mW bei einer Pumpleistung des Argon-Ionen-Lasers von
5 W, woraus UV-Leistungen von etwa 40 mW bei 274 nm (Benzonitril) und 20 mW
bei 282 nm (OH) resultieren. Der Leistungsunterschied ergibt sich daraus, dass der