Pulsstruktur

Pulsstruktur bezeichnet die zeitliche Verteilung von Pulsen in einem Signal, einem Lichtstrahl oder einem Teilchenstrahl. Sie beschreibt, wie Pulsfolgen oder einzelne Pulsen zeitlich aufgebaut sind, und umfasst Merkmale wie Pulsbreite, Pulsform, Amplitude, Wiederholungsrate, Duty Cycle sowie die Stabilität der Abfolge. Pulsstrukturen treten in Optik, Elektronik, Telekommunikation, der Beschleuniger- und Röntgenphysik sowie in der medizinischen Strahlentherapie auf. Unterschiede ergeben sich zwischen Einzelpulsen, Pulsketten oder Burst-Modi.

Zu den typischen Parametern gehören die Pulsbreite (Zeitdauer), Rise- und Fallzeiten, die Wiederholungsrate (Anzahl der Pulse pro Sekunde), der Duty Cycle (Verhältnis von Pulsdauer zu Abstandszeit), die Pulsform und eventuelle Phaseninformationen (Chirp) sowie die zeitliche Stabilität oder der Jitter.

Die Charakterisierung erfolgt durch Messungen im Zeitbereich mit Oszilloskopen, schnellen Photodioden oder Streak-Kameras. Zusätzlich kommen spektrale Verfahren wie Autokorrelation, FROG oder SPIDER zum Einsatz, um Form, Dauer und Phasenbeziehung der Pulse zu rekonstruieren.

Anwendungen finden sich in der Lasertechnik, der Beschleunigerphysik, der Telekommunikation und der Medizin. Pulsstrukturen aus mode-locked Lasern erzeugen ultrakurze Pulse; in Teilchenbeschleunigern bestimmt die Pulsstruktur der Bunches das Timing von Experimenteinheiten; in der Röntgenphysik liefert die Pulsstruktur die zeitliche Struktur der Röntgenpulse. In der Telekommunikation beeinflusst die Pulsstruktur die Modulation und Datenrate; in der Strahlentherapie werden gepulste Strahlenformen eingesetzt.