Einfluss statischer und quasistatischer Magnetfelder auf ...

3 Experimenteller Aufbau
dazu, die Kontrastverhältnisse in der Kamera zu verbessern. Der Interferenzfilter
blockiert das Eigenleuchten des Plasmas und die Streustrahlung des Heizlasers.
Eine ausführliche Beschreibung des Aufbaus des Wollaston-Interferometers findet
sich in [Pel05].
3.3 Erzeugte Magnetfelder
Zur Erzeugung von Magnetfeldern, die im Rahmen dieser Diplomarbeit die Plasmen
beeinflussen sollen, standen von vorneherein zwei Möglichkeiten zur Verfügung.
Zum einen kann man Permanentmagnete benutzen, zum anderen Elektromagnete.
Permanentmagnete sind einfach zu beschaffen und unkompliziert in der Handhabung
im Vakuum. Elektromagnete hingegen erfordern einen gewissen Aufwand
für die Infrastruktur, da hierfür eine Hochspannungsquelle, die mehrere kV Spannung
liefern kann, Vakuumdurchführungen und entsprechende Hochspannungskabel
benötigt werden. Mit Elektromagneten können jedoch höhere magnetische Flussdichten
erreicht werden.
Es wurde zunächst versucht, einen Einfluss statischer Magnetfelder auf die Laserplasmen
nachzuweisen. Nach der erfolgreichen Untersuchung dieser Einflüsse wurde
eine Verstärkung des magnetischen Flusses angestrebt. Dazu wurde ein gepulster
Elektromagnet konstruiert, der ein für das Laserplasma quasistatisches Magnetfeld
erzeugte.
3.3.1 Permanentmagnete
Die Wahl für die Permanentmagnete fiel auf NdFeB-42-Magnete (Neodym-Eisen-
Bor) mit einer Kantenlänge von (2 × 1 × 0,5) Zoll der Firma Edmund Industrie
Optiken. Die Zahl ” 42“ bezeichnet das maximale erreichbare Energieprodukt
(B × H) des Materials in Mega Gauß Oersted (MGOe), wobei H für die magnetische
Feldstärke steht. Diese Legierung erreicht sehr hohe Flussdichten und ist nur
schwer durch äußere Magnetfelder entmagnetisierbar, d.h. sie besitzt eine hohe Koerzitivfeldstärke.
Das Koerzitivfeld ist dabei das magnetische Gegenfeld, das an ein
magnetisiertes Material angelegt werden muss, um die Magnetisierung zu neutralisieren.
Die Curie-Temperatur (die Temperatur, ab der sich der Magnet durch die
thermische Energie entmagnetisiert) von NdFeB-42 liegt bei 250 ◦ C. Als Korrosionsschutz
sind diese leicht korrodierenden Materialien meist vernickelt oder verchromt.
Messung des Magnetfelds
Damit das Plasma unter kontrollierten Bedingungen in das Magnetfeld des Permanentmagneten
expandieren kann, ist es nötig, zunächst das Magnetfeld der Permanentmagnete
zu vermessen. Unter der Annahme, dass die Permanentmagnete nahezu
identische Felder besitzen, wurde das Magnetfeld eines der Permanentmagnete mit
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