alternating gradient - abbremsung von benzonitril - CFEL at DESY

52 Alternating Gradient-Abbremsung von OH
bel, da sich aufgrund des verschiedenen Verlaufes von µ eff(E) eine Fehlstellung der
Elektroden für verschiedene Moleküle unterschiedlich auswirken kann. Der Ein-
fluss des Elektrodenversatzes wird in Abb. 5.5(a) im folgenden Abschnitt genauer
betrachtet.
Die erste AG-Abbremsung des vergleichbaren Moleküls CO mit einem zwölfstufi-
gen AG-Abbremser ergab eine Geschwindigkeitsänderung von 275 m/s auf 260 m/s
[42]. Dies entspricht einer Änderung der kinetischen Energie pro Stufe um
∆E kin/E kin = 0, 9 %, was ungefähr mit dem Wert für hochfeldsuchendes OH im
hier beschriebenen Experiment übereinstimmt.
5.3 OH im tieffeldsuchenden Zustand
Das AG-Prinzip ermöglicht es, innerhalb des gleichen Abbremsers sowohl hoch-
als auch tieffeldsuchende Quantenzustände von Molekülen abzubremsen. Die Ma-
nipulation von tieffeldsuchenden Teilchen ist im Vergleich zu hochfeldsuchenden
Teilchen einfacher, da transversale und longitudinale Fokussierung besser unabhän-
gig voneinander über die drei Parameter f , d und d0 kontrolliert werden können.
Das Abbremsen und die longitudinale Fokussierung erfolgt für tieffeldsuchendes
OH, wie in Abschnitt 2.3 beschrieben, getrennt voneinander. Der Parameter d ist
dementsprechend anders definiert (zur Definition der Parameter siehe Abb. 2.7).
Beim guiding in Abb. 5.3(b) muss d0 konstant bei −10, 0 mm, dem Mittelpunkt
zwischen zwei Elektrodenpaaren, gehalten werden, da sonst Abbremsung erfolgt.
Für die Messung des guidings wurde zunächst bei verschiedenen Fokussierlängen
f die Abhängigkeit vom Parameter d untersucht, wie in Abb. 5.3(a) exemplarisch
für f = 2, 5 mm gezeigt ist. Die Intensität des guiding-Peaks ist für d = 3, 0 mm
am größten, aufgrund des geringeren Untergrundes wird im Folgenden dennoch
ein Wert von d = 4, 0 mm verwendet. Letzterer ist konsistent mit dem optimalen
d-Wert der Simulation. Das Variieren von f ergibt bei diesem konstanten d einen
optimalen Wert zwischen 2, 5 mm und 3, 0 mm. Dass der Wert der optimalen trans-
versalen Fokussierlänge kleiner ist als bei hfs OH hat zwei Ursachen: Erstens muss f
für hfs OH groß genug sein, um einen bunching-Effekt zu gewährleisten, auch wenn
dies bereits auf Kosten einer transversalen Überfokussierung geschieht. Zweitens
werden die lfs OH-Radikale bereits während des bunchings leicht transversal fokus-
siert, während die Strecke f klein bleiben muss, damit longitudinal defokussierende
Kräfte vermieden werden. Experiment und Simulation stimmen sowohl beim bun-
ching als auch beim guiding gut überein. Der optimale Wert der Parameter d und
f wird aber jeweils leicht überschätzt. Außerdem werden die deutlichen Struktu-