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

Size DOES matter!
5 Ergebnisse der neuen Messmethoden
(Gozilla)
Nachdem der experimentelle Nachweis für die Verbesserung der Phasenstabilität durch
den Hybrid-Detektor bereits in Unterabschnitt 3.3.2 erbracht wurde, sollen nun die Ergebnisse
vorgestellt werden, die mit den neuen Messmethoden aus Abschnitt 3.2 und
Abschnitt 3.3 sowie den Überlegungen aus Kapitel 4 bei Experimenten an der Testquelle
erhalten wurden.
Dazu wird in einem ersten Unterkapitel der hohe Dynamikbereich des Channeltrons
für Pulslängenmessungen bis hin zu sehr großen Phasen ausgenutzt. Des weiteren werden
zeitaufgelöste Polarisationsmessungen durchgeführt, die durch die Phasenstabilisierung
sehr viel genauer möglich sind als in vorherigen Experimenten. Abschließend werden die
Pulslängen verschiedener Photokathoden in Abhängigkeit des beschleunigenden Feldes
mit dem ” schnellen Wedler“ untersucht.
5.1 Intensitätsmessungen bei sehr großen Phasen
Neben seiner kurzen Anstiegszeit und seiner großen Verstärkung bei sehr geringem Rauschen
besticht das Channeltron auch durch seinen enormen Dynamikbereich. Für eine
Betriebsspannung von -1,5 kV, wie sie in der vorliegenden Arbeit verwendet wurde,
können Eingangssignale über einen Bereich von vier Größenordnungen linear verstärkt
werden. 1 Gibt man das Channeltron-Signal nicht wie in Abschnitt 3.2 über einen Verstärker
auf ein Oszilloskop, sondern direkt auf ein Piko-Ampere-Meter 2 , verringert sich
zwar die Messgeschwindigkeit, man hat aber nun die Möglichkeit einen Elektronenpuls
bis hin zu sehr hohen Phasenwerten zu vermessen. Das kann die Frage klären, ob die Intensität
im Verlauf einer Hochfreqeunzperiode auf null absinkt oder ob es einen Restelektronenfluss
gibt. Dieser könnte z. B. durch den modengekoppelten Titan-Saphir-Laser
erzeugt werden, da die Laserintensität zwischen zwei Pulsmaxima nicht auf null abfällt.
Die ideale zeitliche Intensiätsverteilung lässt sich nach [32] berechnen aus:
I(t) ∝ sin2 � �
πt
Δτ
sin2 � �
πt · cos
τ
2 (ω0t) (5.1)
Dabei ist τ der zeitliche Abstand zweier Pulse, δτ die Pulslänge und ω0 die Frequenz
der Laserschwelle bei 805 nm. Der hintere Term führt mit seiner großen Frequenz zu
1 Angabe des Herstellers bei einem Eingangsstrom zwischen 0,1 pA und 1 nA
2 Keithley 485 Autoranging Picoammeter
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