Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

2.2. Auswerteverfahren fur Flugzeitspektren 73
2.2 Auswerteverfahren fur Flugzeitspektren
Zur Berechnung der gesuchten Wahrscheinlichkeiten p(n+) gema (2.25) fehlen jetzt nur noch
die Intensitaten wahrer Koinzidenzen NWK(n+), n+ =1+;2+;:::, deren Spektrum aus dem
Koinzidenzspektrum unter Zuhilfenahme des Referenzspektrums berechnet werden kann. Die in
den Flugzeitspektren registrierte Signalintensitat weicht stets von der am Detektor erzeugten
Signalintensitat ab, da durch die Totzeit des Detektionssystems und der Me elektronik ein
Teil der erzeugten Signale verloren geht. Die Verluste sind umso gro er, je hoher die Rate der
erzeugten Signale ist, d.h. je dichter die Signale zeitlich aufeinander folgen. Gerade an den
Orten maximaler Intensitat eines gemessenen Zeitspektrums sind die Verfalschungen durch
Totzeite ekte so am ausgepragtesten.
In diesem Kapitel wird beschrieben, wie es die verwendete Me elektronik ermoglicht, das
Spektrum wahrer Koinzidenzen auf Basis der zugrundeliegenden Erzeugungsstatistik (siehe
Abschnitt 2.1.1) zu berechnen, wobei gleichzeitig die Totzeitverluste korrigiert werden. Im
folgenden wird die Arbeitsweise der " Koinzidenz-Zahler\ verdeutlicht:
Bei einer Flugzeitmessung wird die Zeitskala ab dem Startsignal in aquidistante Zeitintervalle
(Kanale) der Breite tF eingeteilt. Die Flugzeit eines untersuchten Teilchens kann entweder
mit einem TAC (= time-to-amplitude-converter) analog gemessen und dann uber einen
AD-Wandler in die entsprechende Kanalnummer umgewandelt werden, oder mit einem TDC
(= time-to-digital-converter, vgl. Seite 37) direkt als Kanalnummer gemessen werden.
Stoppsignale
TAC
TDC
Start t Zeit
Abbildung 2.5: Vergleich der Signalregistrierung mit einem TAC und einem TDC. Mit ( )
gekennzeichnete Signale gehen verloren.
Der in fruheren Me aufbauten benutzte TAC besitzt den entscheidenen Nachteil, bei jedem
Start immer nur maximal ein Stoppsignal zu verarbeiten (siehe Abbildung 2.5). Da dies stets
das erste, eintre ende Signal ist, ist die Totzeit des TAC rein statistisch gesehen unendlich.
Unter solch extremen Totzeitbedingungen hangt die in einem Kanal des Flugzeitspektrums
registrierte Signalrate nicht allein von der fur diesen Kanal erzeugten Signalrate, sondern
zusatzlich von der Gesamtrate aller zeitlich fruher erzeugten Signale ab. Dieser " Pile-up\-
E ekt fuhrt schon bei relativ geringen Signalraten zu verfalschten Intensitatsverhaltnissen im
Spektrum, da langsamere Teilchen gegenuber schnelleren prinzipiell benachteiligt werden. Der
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