Ko­in­zi­den­te Elek­tron-Pho­ton-De­tek­ti­on er­mög­licht durch op­ti­mier­te Pho­to­nen-De­tek­ti­ons­wahr­schein­lich­kei­ten

Durch die drastische Erhöhung des detektierbaren Raumwinkels und damit einhergehend der Detektionswahrscheinlichkeit von Photonen ist es nun möglich Koinzidenzexperimente durchzuführen, welche die Emission von sowohl geladenen Teilchen als auch Photonen berücksichtigt.

Schemazeichnung des rotationssymmetrischen Basiskörper des verwendeten Spiegelsystems. Die emittierten Photonen können hierbei in drei verschiedene Pfade an Hand der nötigen Reflexionen unterteilt werden, welche entsprechend markiert eingezeichnet sind.

Im Allgemeinen erfolgt die Relaxation von Materie über mehrschrittige Relaxationsprozesse, bei denen auch mehrere Teilchen emittiert werden können. Mit Hilfe von koinzidenten Detektionsmethoden ist es möglich diese Teilchen miteinander zu korrelieren und so bestimmte Relaxationspfade des Systems eindeutig zu verfolgen.

Photonendetektion weist im Allgemeinen eine stark verringerte Detektionswahrscheinlichkeit gegenüber der Messung geladener Teilchen auf. Dieser Umstand verhindert häufig die Anwendung der Koinzidenzmethode auf Photonen emittierende Prozesse. In der vorgestellten Publikation zeigen wir, wie die Koinzidenzmethode im Falle der Detektion von mindestens einem Photon in Koinzidenz mit Elektronen zeiteffizienter gestaltet werden kann und damit neuartige Experimente ermöglicht.

Wir konzentrieren uns bei den vorgestellten Aufbauten vor allem auf die Optimierung des einsehbaren Raumwinkels der emittierten Photonen, indem an die experimentellen Umstände angepasste Spiegelsysteme verwendet werden. Hierdurch werden so viele Photonen wie möglich auf den entsprechenden Detektor umgelenkt und so in Koinzidenz mit den emittierten Elektronen gemessen. Die vorgestellten Aufbauten werden hierbei durch die Messung von Elektron-Photon Koinzidenzen nach Anregung von Edelgasen mit schmalbandiger Synchrotronstrahlung charakterisiert.


A. Hans et al. Review of Scientific Instruments 90 093104 (2019)

DOI: 10.1063/1.5109104

Andreas Hans  @ AGE – Spektroskopie