Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

48 Kapitel 1. Das Experiment
tronenanalyse kontinuierlich erfolgt. Anders verhalt es sich mit der Ionenanalyse, denn der
Arbeitsmodus des TOF besitzt selbst eine interne Zeitstruktur. Dabei macht es einen erheblichen
Unterschied in den gemessenen Flugzeitspektren, ob man die BESSY-Bunch-Clock und
den TOF-Ziehpuls miteinander synchronisiert oder nicht. Im ersten Fall wird die Bunch-Clock,
die zu jeder Umlaufperiode im Speicherring (alle 208 ns) ein Signal ausgibt, als Taktgeber fur
das TOF verwendet, der Ziehpuls also stets in einer festen Phasenbeziehung zur Zeitstruktur
der Ionenerzeugung gestartet. Im zweiten Fall wird der Ziehpuls mit einem eigenen, externen
Takt gestartet, was in der Regel uber viele Me zyklen zu einer statistisch uktuierenden Phase
fuhrt.
Zwei durch Simulation gewonnene Flugzeitspektren, die { bei sonst identischen Bedingungen
{ diesen beiden Synchronisations-Modi entsprechen, sind in Abbildung 1.26 zu sehen. Beide
Spektren besitzen einen fokussierten Hauptpeak, der von Ionen hervorgerufen wird, die sich
bereits vor Anlegen des Ziehpulses im Reaktionsraum befanden, und eine ausgedehnte Nachstruktur,
die von Ionen stammt, die erst wahrend des Ziehpulses entstanden sind und dann
zeitversetzt im Spektrum abgebildet wurden.
Intensität [w.E.]
x 0.025
208 ns
TOF und BESSY
synchronisiert
20.000 Meßzyklen
0 2 4 6
rel. Flugzeit [μs]
Intensität [w.E.]
x 0.025
TOF und BESSY
nicht synchronisiert
20.000 Meßzyklen
0 2 4 6
rel. Flugzeit [μs]
Abbildung 1.26: Ergebnis simulierter Flugzeitmessungen an zweifach geladenen Xe-Ionen bei
T = 300 K (vgl. Abschnitt 1.2.3). Die Ziehpulsdauer betrug 4.5 s und der Ziehpulsabstand
400 s. Links: Ziehpuls stets in Phase mit BESSY Bunch-Clock. Rechts: Keine Phasenkorrelation
zwischen Ziehpuls und BESSY Bunch-Clock.
Der in beiden Spektren enthaltene Zahlratenabfall etwa 2.8 s nach dem Hauptpeak trennt
Ionen, die noch wahrend des Ziehpulses ins Driftrohr des TOF eingetreten sind, von Ionen,
die erst gegen Ende des Ziehpulses entstanden sind und daher nicht mehr die volle Spannung
durchlaufen haben. Im Spektrum mit Synchronisation spiegelt sich deutlich die Zeitstruktur
der Ionenerzeugung als Peakfolge mit einer Periode von 208 ns wider (vgl. auch [66]). Ohne
Synchronisation werden die Strukturen uber viele Me zyklen herausgemittelt. Intensitat und
Form des Hauptpeaks bleiben aber vom Synchronisations-Modus unbeein u t. Simuliert man
statt der gepulsten eine kontinuierliche Quelle derselben mittleren Intensitat, so ergibt sich
exakt das gleiche Spektrum wie im rechten Bildteil. Bei nicht synchronisierter Analyse fuhren
gepulste und kontinuierliche Ionenerzeugung also zu demselben Me resultat.