Einfluss statischer und quasistatischer Magnetfelder auf ...

3 Experimenteller Aufbau
Anode befinden sich zwei horizontale, parallele Elektrodenplatten. Ähnlich wie bei
einem Röhrenbildschirm fungieren diese Elektroden als Ablenkplatten, die ankommende
Elektronen je nach anliegender Spannung in vertikaler Richtung ablenken
können. Nach der Ablenkung treffen die Elektronen auf einen Phosphorschirm, der
von einer CCD-Kamera beobachtet wird. Der CCD-Chip der Kamera wird gekühlt,
um thermisches Rauschen zu minimieren.
Bei einer Aufnahme eines Schmierbildes wird eine Spannung zwischen den Ablenkplatten
innerhalb des gewünschten Zeitrahmens (streak time) mit konstantem
Gradienten umgepolt. Die Anfangs- bzw. Endspannung sind dabei so gewählt, dass
die Elektronen von einem Rand des Bildschirms zum anderen gelenkt werden. Auf
diese Weise erhält man durch die horizontale Verschmierung des beobachteten Schlitzes
eine zeitliche Information über das Plasma. Die Zeitauflösung hängt davon ab,
wie breit der Schlitz gewählt wird. Andererseits muss aber auch beachtet werden,
dass sich der beobachtbare Bereich verkleinert je schmaler der Schlitz gewählt wird.
Ausgelöst wird die Schmierbildkamera über ein analoges TTL-Signal. Weitere Informationen
über die optische Schmierbildkamera finden sich in [ham].
3.2.3 Wollaston-Interferometer
In dieser Arbeit werden Elektronendichtegradienten magnetisierter Plasmen mit denen
unmagnetisierter Plasmen verglichen. Da der Brechungsindex eines Plasmas
nach (2.3) von der Elektronendichte abhängt und die Elektronendichte einen Gradienten
im Plasma aufweist, kann die Elektronendichte mit Hilfe von interferometrischen
Messungen bestimmt werden. Dafür standen der Geola und ein weiterer
Laser zur Verfügung, die in einem Wollaston-Interferometer-Aufbau verwendet
wurden. Beide arbeiten frequenzverdoppelt bei einer Wellenlänge von 532 nm. Der
Alternativlaser hatte eine Pulsdauer von 5 ns.
Bei der Propagation durch ein durchsichtiges Medium (z. B. einen Plasma unterkritischer
Dichte) wird die Phasenfront elektromagnetischer Strahlung im Vergleich
zu einer Propagation im Vakuum verändert. Wird ein kohärenter Laserstrahl so geteilt,
dass ein Teil des Strahls durch das Plasma verläuft und der andere im Vakuum
als Referenz, kann man die beiden Strahlen, solange sich die optischen Wegstrecken
der beiden Strahlen nicht um mehr als die Kohärenzlänge unterscheiden, zusammenführen
und zur Interferenz bringen.
Bei einem Wollaston-Interferometer erfolgt die Aufteilung der Strahlen erst
nach dem zu diagnostizierenden Objekt und nicht wie in den bekannteren Interferometern
(z. B. dem Michelson-Interferometer) schon vor dem Objekt. Deswegen
propagieren beide Strahlen durch dieselben optischen Komponenten, wenn man vom
Objekt selbst absieht, so dass sie auch dieselben Phasenfrontstörungen durch optische
Elemente wie z. B. Fenster erleiden. Die Aufteilung des Strahls erfolgt direkt vor
dem Detektor durch einen doppelbrechenden Kristall, einem Wollaston-Kristall.
In einem doppelbrechenden Material haben senkrecht zueinander polarisierte Anteile
einer elektromagnetischen Welle verschiedene Ausbreitungsgeschwindigkeiten.
Dadurch werden die beiden Anteile an den Grenzflächen des Materials unterschied-
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