Erzeugung und Untersuchung gepulster polarisierter Elektronenstrahlen am S-DALINAC

Erzeugung und Untersuchung gepulster polarisierter Elektronenstrahlen am S-DALINAC

Production and investigation of pulsed polarized electron beams at the S-DALINAC

Bachelor Thesis

Für den S-DALINAC, ein Dauerstrich Elektronenbeschleuniger, welcher einen Energiebereich von einigen MeV bis zu 130 MeV abdecken kann und damit für Präzisionsstreuexperimente mit Elektronen, sowie auch für Photonen geeignet ist, wird, aufgrund von experimentellen Ergebnissen des Sonderforschungsbereiches SFB 634 “ Kernstruktur, nukleare Astrophysik und fundamentale Experimente bei niedrigen Impulsüberträgen am supraleitenden Darmstädter Elektronenlinearbeschleuniger (S-DALINAC)” der Deutschen Forschungsgemeinschaft die Untersuchung der Kernstruktur durch polarisierte Proben interessanter. Deshalb ist ein neuer Injektor für polarisierte Elektronenstrahlen im Rahmen des Teilprojektes E4 entwickelt worden. Die polarisierten Elektronen werden hierfür durch Photoemission in Halbleitern erzeugt. Der dadurch gewonnene Grad der Polarisation, sowie die Quanteneffizienz hängen dabei von der eingestrahlten Wellenlänge ab.

Um diese Polarisationskurve der Halbleiterkathode untersuchen zu können wird ein Spektralgenerator benötigt, aus welchem Licht einer gewünschten Wellenlänge erzeugt wird. Ein solches System wurde schon früher realisiert, jedoch konnte dort ein durchstimmbarer Titan-Saphir Laser verwendet werden, welcher Wellenlängen zwischen 700 nm und 1000 nm erzeugen konnte. Dieses System wurde durch ein Spektrometer, welches eine Auflösung von 0,25 nm erreichte, gestützt. Diese Auflösung konnte jedoch nur bei Laserleistungen zwischen einem und zehn mW erreicht werden.[1] Von dieser Arbeit wird jedoch gefordert, dass der Spektralgenerator in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1500 nm arbeiten soll. Das Weißlicht dazu wird von einem Titan-Saphir Laser erzeugt, dessen durchstimmbare Laserpulse in ein Supercontinuum Kit geleitet werden. Dieses erzeugt dann abhängig von der Intensität und Wellenlänge ein Weißlichtspektrum.[5] Auf dieses Weißlichtspektrum kann der Spetralgenerator zurückgreifen, jedoch wird gefordert, das er Strahlenbündel erzeugen kann, welche eine Wellenlängendifferenz von nicht mehr als 2 nm haben und dabei auf einer tragbaren Platte der Maße 68 x 27,5 cm aufgebaut werden könne, auf welcher das Supercontinuum Kit ebenfalls Platz finden soll. Außerdem soll speziell ein Augenmerk auf eine Intensitätsoptimierung gesetzt werden.