Thomson-Streuungs-Winkel

foobar · Gast

Meine Frage:
Hallo zusammen,

Ich habe eine Frage zur praktischen Durchführung von Elektronentemperatur-Messungen mittels Thomson-Streuung an einem Plasma.

Mir erklärte ein Professor, dass es in der Praxis ratsam ist den Detektor direkt senkrecht, also 90°, zur Laserachse zu positionieren - Weil es sauberere Ergebnisse gäbe.
In meinem Versuchsaufbau wäre allerdings ein Winkel von 30° einfacher zu realisieren, ich sehe keinen wirklichen Nachteil?!

Der Prefessor ist für ungewisse Zeit leider nicht erreichbar, ich kann also nicht einfach fragen was er damit meinte.

Meine Ideen:
Ich rechne einige Szenarien durch um vielleicht den Haken zu entdecken.
Vielleicht wäre sogar ein stark vereinfachter Versuchsaufbau gerechtfertigt, in welchem beide Varianten, 90° und 30°, aufgebaut und die Messergebnisse miteinander verglichen werden.

yellowfur · Moderator Anmeldungsdatum: 30.11.2008 Beiträge: 804

Ich sehe spontan auch kein Problem. Meistens wählst du eben einen Winkel, sodass möglichst nur das Streusignal und nicht das eingestrahlte ungestreute Signal gemessen wird. Du musst halt sicherstellen, dass bei 30 Grad das Signal-zu-Rausch-Verhältnis hoch genug ist (es muss genug Signal bei deinem Detektor ankommen) und du musst sicher sein, dass du nicht aus Versehen "zu viel" von deinem eingestrahlten Signal mitmisst, dass das Streusignal überblendet. Ansonsten sehe ich kein Problem. Ich würde aber auch einfach mehrere Winkel messen, wenn du das kannst, denn je mehr Information du hast, desto genauer kannst du zurückschließen auf die Elektronentemperatur.

foobar · Gast

Hallo yellowfur and vielen Dank für Deine Antwort, sie hat mir weitergeholfen!

Und ich konnte mir ein Schmunzeln nicht verkneifen... Dass ausgerechnet ein anderer Furry-Physiker mir hier weiterhilft! Interessant. Ich bin auch einer von "denen". Hehe

Zum Problem:
Die Einstrahlung des ungestreuten Signals sollten weder in der 30°, noch bei dem nun vorgesehenen Winkel von 45°, in diesem Versuchsaufbau ein Problem darstellen.
Der Signal-Rausch-Abstand war mit dem verwendeten gütegeschalteten 532nm-Laser bei den bisherigen 90°-Messungen immer hervorragend, auch dahingehend sind also keine großen Probleme zu erwarten.

Und was Du bezüglich mehrerer Winkel sagst ist sicherlich wahr, aber leider ist der Zugang zum Plasma und der Kammer sehr schwierig. Ich designe gerade die nächste Iteration des Versuchsaufbaus, inklusive neuer Kammer. Daher auch diese Frage...
Es sind schon mehere redundante Messsysteme für Plasmaparameter vorhanden, die Thomson-Streuung ist nun die zuletzt von mir hinzugefügte Komponente der Diagnostik - Daneben ist ein hochauflösendes Spektrometer vorhanden, um die Stark-Verbreiterung der H-alpha und H-beta Balmer-Linien zu beobachten, sowie ein bildgebendes interferometrisches Messystem für die gesamte Länge der Plasmakapillare.

Ich habe noch mit einigen anderen Personen am Institut über mein Vorhaben gesprochen und die sehen auch keine grundsätzlichen Probleme. Vom theoretischen Hintergrund sehe ich auch nichts was dagegen spräche - Ich habe mich nur verunsichern lassen, weil ich nirgends auf Implementationen stieß, welche einen von 90° abweichenden Winkel nutzen - Da habe ich dann praktische Probleme vermutet.
Inzwischen hat mir ein Professor sogar seine Unterlagen kopiert, zu einem seiner älteren Projekte wo die Thomsom-Streuung auch in einem anderen Winkel gemessen wurde... Ist also wirklich kein Problem, prinzipiell.

Noch einmal vielen Dank für Deine Antwort - Und flauschige Grüße von einem Physiker-Fuchs zum anderen! Hehe