Atomic, Molecular, and Optical Physics: Charged Particles, Volume 29A

Atomic, Molecular, and Optical Physics: Charged Particles......Page 4
Copyright Page......Page 5
Contents......Page 6
Contributors......Page 14
Preface......Page 16
List of Volumes in Treatise......Page 18
1.1. Introduction......Page 22
1.2. Background......Page 24
1.3. The Photocathode......Page 32
1.4. Incident Radiation......Page 43
1.5. Operation of the Photocathode in an Electron Gun......Page 45
1.6. Summary......Page 51
Appendix A: Cleaning GaAs......Page 54
Appendix B: Anodization of GaAs......Page 55
References......Page 56
2.2. Positron Sources......Page 60
2.3. Moderation......Page 67
2.4. Transport, Lenses, and Mirrors......Page 71
2.5. Remoderation......Page 72
2.6. Trapping and Bunching......Page 74
2.7. Positronium Formation......Page 76
References......Page 83
3.1. Introduction......Page 90
3.2. Arc Plasma Discharge Ion Sources......Page 95
3.3. Radiofrequency (RF) Discharge Ion Sources......Page 137
3.4. Electron-Cyclotron Resonance and Microwave Ion Sources......Page 144
3.5. Vacuum-Arc Ion Sources......Page 150
3.6. Sources Based on Field Ionization and Field Evaporation......Page 155
3.7. Surface Ionization and Thermal Emitter Ion Sources......Page 168
3.8. Thermal Ionization Sources......Page 180
References......Page 183
4.1. Introduction......Page 190
4.2. The Electron-Beam Ion Source......Page 193
4.3. The Electron–Cyclotron Resonance Ion Source......Page 198
4.4. Other Techniques......Page 206
References......Page 208
5.1. Introduction......Page 210
5.2. Collimation and Definition of a Charged Particle Beam......Page 212
5.3. Electrostatic Lenses......Page 214
5.4. Designing Electrostatic Lens Systems......Page 222
5.5. Computer Simulation Programs......Page 225
References......Page 228
6.2. Electron Energy Analyzing Systems......Page 230
6.3. Trajectories and Focusing in Dispersive Deflection Analyzers......Page 236
6.4. Fringing Fields, Terminations, and Guard Rings......Page 241
6.5. Input Lenses and Operating Modes......Page 242
6.6. Multichannel Energy Detection and Imaging......Page 247
6.7. Construction Hints and Practical Details......Page 248
References......Page 249
7.1. Introduction......Page 252
7.2. Electron Polarimeters......Page 255
7.3. Calibration Methods......Page 264
7.4. Systematic Errors......Page 266
7.5. Comparison of Polarimeters......Page 268
References......Page 271
8.1. Microchannel Plates......Page 274
8.2. Position-Sensitive Readout Systems......Page 280
References......Page 291
9.1. Introduction......Page 294
9.2. Afterglow Plasma Techniques......Page 297
9.3. The Selected Ion Flow Tube Technique......Page 306
9.4. Drift Tube Techniques......Page 311
9.5. Swarm Experiments at Very Low Temperatures: The CRESU Technique......Page 314
References......Page 316
10.1. Introduction......Page 320
10.2. Advantages of Accelerator-Based Atomic Physics (ABAP)......Page 321
10.3. Types of Accelerators Used in Accelerator-Based Atomic Physics......Page 327
10.4. Electrostatic Accelerators......Page 328
10.5. Electrodynamic Accelerators......Page 333
References......Page 340
11.1. Introduction......Page 342
11.2. Motion of Charged Particles in Electric and Magnetic Fields......Page 343
11.3. Uniform Electric Fields......Page 344
11.4. Uniform Magnetic Fields......Page 356
11.5. Superimposed Electric and Magnetic Fields......Page 361
References......Page 367
12.1. Introduction......Page 370
12.2. Types of Ion Trap......Page 371
12.3. Trap Construction......Page 373
12.4. Trapped Ion Detection, Diagnostics, and Cooling......Page 377
References......Page 380
13.1. Introduction......Page 384
13.2. Trap Construction and Confinement......Page 386
13.3. Basic Axial Resonance......Page 389
13.4. Preparing the Ion Sample......Page 392
13.5. Sideband Cooling Resonances......Page 393
13.6. Magnetic Field Stability......Page 395
13.7. Frequency-Shift Detector......Page 397
13.8. Anharmonic Detection......Page 399
13.9. The Ejection-Detection Method......Page 401
13.10. The Pulse-and-Phase Method......Page 403
13.11. Perturbations to the Cyclotron Frequency......Page 405
References......Page 408
14.1. Introduction......Page 412
14.2. Principles of EBIT Operation......Page 414
14.3. The 200-keV EBIT......Page 421
14.4. X-ray Spectroscopy......Page 423
14.5. Electron–Ion Collisions......Page 431
14.6. Extraction of Highly Charged Ions from an EBIT......Page 438
References......Page 439
15.1. Introduction......Page 442
15.2. Description and Comparison of Current Amplifiers......Page 443
15.3. Signal Quantification and Conversion......Page 452
15.4. Practical Experimental Considerations......Page 453
References......Page 455
16.1. Introduction......Page 458
16.2. Noise Sources......Page 459
16.3. Amplifiers......Page 464
16.4. Signal Analysis......Page 466
References......Page 471
Index......Page 474