BEA (Beam Emittance Analyzer)
Donnerstag, 19. Oktober 2017

Beam Emittance Analyzer

Die Emittanz ist eine wichtige GrĂ¶ĂŸe zur AbschĂ€tzung der StrahlqualitĂ€t. Gemessen wird die transversale Winkelverteilung des Strahls. Jedem Ort in beiden transversalen Richtungen x und y wird dabei eine Winkelverteilung der hier befindlichen Ionen zugeordnet.

Zur Bestimmung von Strahlemittanzen werden vielfach Messanlagen mit schrittmotorgetriebenen Schlitzblenden und Profilgittern eingesetzt. Unser Modell BEA (Beam Emittance Analyzer) funktioniert nach dem Schlitz-Gitter Prinzip. Das heißt, ein schmaler Schlitz (1/10 mm - 2/10 mm) wird Schritt fĂŒr Schritt durch den Strahl gefahren und blendet dabei alle Ionen bis auf jene am entsprechenden Ort der Schlitzes aus. Ein in definiertem Abstand parallel dazu verfahrenes Gitter registriert auf feinen parallel zum Schlitz angeordneten DrĂ€hten den Strom der hindurchgetretenen Ionen. Im Idealfall wĂŒrde immer nur ein Draht des Gitters getroffen werden und man hĂ€tte einen perfekt parallel ausgerichteten Ionenstrahl. Je mehr DrĂ€hte getroffen werden, um so grĂ¶ĂŸer ist die Winkelverteilung des Strahls am entsprechenden Ort. Werden die farblich kodierten TeilchenhĂ€ufigkeiten im sogenannten Phasendiagramm, also Winkel gegen den Ort der Teilchen aufgetragen, so erhĂ€lt man die typischen 2 dimensionalen Emittanzbilder.

Die Anpassung der Emittanzanlage an die Parameter des lonenstrahles erfolgt zum einen durch die Auswahl und Auslegung der Schlitz/Profilgitter Kombination bereits bei der Konstruktion bzw. dem Aufbau der Messanlage. DarĂŒber hinaus besteht bei Betrieb der Anlage die Möglichkeit, durch verschiedene Messalgorithmen die Auflösung und den Bereich der Emittanzmessung sowohl im Orts  als auch im Winkelraum zu beeinflussen und auf die aktuellen Ionenstrahlparameter zu optimieren. Diese Optimierung ist zwingend erforderlich, da einerseits hohe Auflösungen und große Bereiche angestrebt werden, diese aber andererseits sowohl die Messzeit als auch die zu verarbeitende Datenmenge erheblich vergrĂ¶ĂŸern und die Messung dann praktisch nicht mehr durchfĂŒhrbar ist. ZusĂ€tzlich ergibt sich in der Praxis oft die Notwendigkeit, vor einer exakten und zeitraubenden Messung den Ionenstrahl zu lokalisieren, d.h. seine Lage und maximalen Abmessungen im Phasenraum zu bestimmen.

Unseren Emittanz Scanner können wir Betriebsbereit mit Steuerung und Auswerteelektronik anbieten.