Techniklexikon

Streak-Kamera

Atom- und Molekülphysik, Gerät zur Messung ultrakurzer Lichtpulse. Der Aufbau ist in der Abbildung skizziert: Der zu untersuchende Lichtpuls wird auf eine Photokathode fokussiert. Durch den Photoeffekt wird eine Photoelektronenwolke erzeugt. Diese wird in Richtung der Detektorachse abgezogen und beschleunigt. Nach einer Fokussierelektrode durchfliegen die Elektronen einen Plattenkondensator, an dem eine Sägezahnspannung anliegt, die die Elektronen senkrecht zur Detektorachse ablenkt. Die Elektronen werden dann auf einem zweidimensionalen Detektor, z.B. einem Leuchtschirm, sichtbar gemacht. Da an dem Kondensator eine zeitabhängige Spannung anliegt, hängt der Auftreffpunkt der Elektronen auf dem Schirm von dem Zeitpunkt des Eintretens in den Kondensator und damit vom Auslösezeitpunkt ab. Die räumliche Verteilung der Photoelektronen auf dem Schirm spiegelt also die zeitliche Verteilung des Auslöseprozesses auf der Photokathode wider und gibt daher Aufschluss über die Länge und die zeitliche Struktur des Lichtpulses. Wurde der Lichtpuls vor dem Eintritt in die Kamera in einem Spektrometer in seine spektralen Komponenten zerlegt, so spiegelt sich auch diese Information in der räumlichen Verteilung der Photoelektronen auf dem Leuchtschirm wider. Statt eines Leuchtschirms können auch Mikrokanalplatten zur Detektion der Elektronen verwendet werden.

Die Zeitauflösung handelsüblicher Streak-Kameras liegt in der Regel im Bereich einer ps, neuerdings sind auch Modelle mit einer Zeitauflösung von einigen 100 fs erhältlich.

Streak-Kamera: Prinzipielle Anordnung; B: Beschleunigungsspannung, A: Anode, S: Spalt, P: Photokathode, F: Fokussierelektrode, AP: Ablenkplatten, D: zweidimensionaler Detektor. y