2 Theoretische Grundlagen - Institut für Kernphysik - Johannes ...

3 Verbesserung der Zeitauflösung
kleiner als ist als die Frequenz des Masteroszillators, weshalb ein Frequenzteiler zwischengeschaltet
werden muss. Sowohl dieser Frequenzteiler als auch die Synchro-Lock-
Einheit sind Temperaturschwankungen unterworfen, die zu einer Verschiebung zwischen
Referenzphasen-Input und Synchro-Lock-Output führen können. Dadurch variiert die
ablenkende Phase im Resonator von Bunch zu Bunch, und führt zu einer Verschmierung
des Pulsprofils am Analysierspalt (schematisch in Abbildung 3.1 angedeutet).
In Rot sieht man den HF-Zweig, der Signale mit einer Frequenz von 2,45 GHz transportiert,
der LF-Zweig mit 76 MHz ist in Blau gehalten. Gepulste Signale sind gestrichelt
gezeichnet, wobei die Wiederholrate 2,45 GHz bzw. 76 MHz beträgt. Das Laserlicht ist
dukelblau dargestellt. Über den Phasenschieber rechts oben im Bild kann die Phase
zwischen Klystron und Laserpuls geändert werden, ohne dass die Synchro-Lock-Einheit
versucht gegenzuregeln. Er wird benutzt, um den Eintrittszeitpunkt des Strahls in den
Resonator definiert zu verschieben. Da die transversale Ablenkung vom Feldintegral und
damit auch vom Eintrittszeitpunkt abhängt (vgl. Abbildung 3.2), werden durch die Phasenvariation
unterschiedliche Pulsteile durch den Spalt transmittiert und ein Abtasten
des Strahls erst möglich. Zwei Photodioden führen das Lasersignal sowohl zur Synchro-
Lock-Einheit, die daraus ihr Regelsignal generiert, als auch zu einem Mischer. Dieser
von M. Weis installierte Mischer vergleicht das Signal der Synchro-Lock-Einheit mit
dem Referenzsignal des MAMI-HF-Master und gibt eine proportionale Spannung aus.
Der Handphasenschieber unten im Bild dient zur Ausregelung von ungewollten Phasendrifts,
die durch diese anfallende Spannung erkannt werden können.
Ein weiterer Faktor, der die Phasenbeziehung massiv stören kann, ist der Spannungsteiler
zwischen Kathode, Zwischenelektrode und Anode. Durch Feldemission an Verschmutzungen
kann es zu Sprühströmen kommen, die das Verhältnis der beiden Spannungen
U1 und U2 und damit auch das des Extraktionsfeldes im oberen und unteren Teil
ändern. Abbildung 3.4 skizziert diesen Zustand.
26
Abbildung 3.4: Beschleunigungsstrecke der Testquelle mit Sprühströmen