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Fokussierung

Scharfeinstellung TeilchenphysikOptik, 1) Optik: allgemein das Zusammenführen von divergierenden oder parallelen Strahlenbündeln durch geeignete optische Elemente (Linsen und Spiegel) in einem Punkt, dem sogenannten Brennpunkt. Durch die Fokussierung der Strahlen erzielt man im Brennpunkt eine hohe Leistungsdichte. Bei normalen Strahlenquellen, die in alle Raumrichtungen abstrahlen, kann nur ein Bruchteil der Gesamtleistung gesammelt und die Leistungsdichte im Brennpunkt nicht wesentlich erhöht werden. Laserstrahlung kann aufgrund ihrer räumlichen Kohärenz und der kleinen Öffnungswinkel (10-6 bis 10-8 sr) von einem optischen System erfasst und besonders effektiv fokussiert werden. Ein paralleler Laserstrahl der Wellenlänge l, dessen Strahldurchmesser durch D gegeben ist, wird durch eine Linse der Brennweite f im Brennpunkt F mit einem Durchmesser d vereinigt. Es gilt folgende Beziehung: D = 4lf / pd.

2) Teilchenphysik: Fokussierung von Teilchenstrahlen, Überführung von divergenten in konvergente Teilchenströme zur Stabilisierung der Teilchenbahnen. Die Stabilität paralleler Teilchenbahnen ist eine notwendige Voraussetzung für den Betrieb von Beschleunigern. Abweichungen treten z.B. durch Stösse mit dem Restgas im Beschleuniger auf und führen zu Betatronschwingungen. Innerhalb des Stabilitätsbereiches unterscheidet man zwischen Bahnstabilität und Phasenstabilität.

 

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