Способ измерения амплитуды прямоугольных импульсов магнитного поля Советский патент 1983 года по МПК G01R33/08 

С0 О9 09 06

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения амплитуды коротких импульсов магнитного поля.

Известны способы измерения амплитуды импульсов магнитного поля, заключающиеся в размещении в исследуемой области пространства катушки индуктивности и измерений ЭДС индукции, наведенной в ней исследуемым импульсом С13«

Однако использование способов затруднено при измерении полей б малых объемах пространства.

Известен способ измерения амплитуды прямоугольных импульсов магнитного поля, основанный на явлении магнитного резонанса. Способ заключается в воздействии на магнитную систему взаимно перпендикулярными поляризующим и радиочастотным магнитными полями, регистрации сигнала магнитного резонанса, измерении резонансной частоты и определении значения поляризующего магнитного поля из условий магнитного резонанса. Величину импульса магнитного поля опреде;1яют как разность значений поля, измеренных до и во время действи измеряемого импульса 2.

Однако точность при измерении амплитуды коротких импульсов (короче с} недостаточна.

Целью изобретения является повышение точности измерения амплитуды коротких импульсов магнитного поля.

Эта цель достигается тем, что соглас+ о способу измерения амплитуды прямоугольных импульсов магнитного поля путем воздействия на магнитную систему взаимно перпендикулярных поляризующего и радиочастотного магнитных полей и регистрации сигнала магнитного резоипнса, измеряемым импульсом воздействуют на магнитную систему в направлении поляризующего магнитного поля, устанавливают значения суммарного поляризующего магнитного поля резонансным, изменяют частоту радиочастотного поля и переводят магнитную систему в инвертированное состояние, регистрируют частоту биений и определяют амплитуду импульсов магнитного поля по формуле

,

где f - частота биений;

V - гиромагнитное отношение.

На чертеже представлена зависимость частоты биений от амплитуды импульсов м,агнитного поля.

Способ основан на том, что частота неравновесного радиочастотного поля в любой момент времени определяется резонансной частотой магнитной системы и однозначно задается величиной поляризующего магнитного поля. Отличие частоты излучаемого магнитной системой неравновесного радиочастотного поля от частоты .возбуждающего радиочастотного поля, приводящего к инвертированию магнитной системы, определяется амплитудой импульса магнитного поля.

Способ осуществляется следующим образом.

Непрерывное СВЧ излучение с частотой 10 ГГц подводят к образцу кварца, помещенному в поляризующее магнитное поле. Поляризующее магнитное поле модулируют измеряемыми импульсами. При этом значение поляризующего поля устанавливают таким, что суммарное магнитное поле во время действия импульсов становит ся резонансным. Сигнал электронного парамагнитного резонанса регистрируют широкополосной системой. Длительность измеряемых импульсов составляет, например, 2 мкс. Значение СВЧ поля выбирают таким, чтобы за время действия импульса магнитная система переходила в инвертированное состояние, которому соответствует изменение знака сигнала поглощения на противоположный.

Неравновесное излучение, испускаемое инвертированной магнитной системой и воздействующее СВЧ поле воздействуют на СВЧ детектор. Регистрируют частоту биений, возникающих после окончания измеряемого импульса. По частоте биений определяют амплитуду импульса магнитного поля по формуле дН я f/ Т (где f - частота биений, -гиромагнитное отношение, для данного случая райное 2, с;.

Использование данного способа обес. ечивает измерение амплитуд коротких мпульсов магнитного поля с высокой точностью, характерной для спосоов, основанных на магнитном реонансе.

310193384

Такой способ может быть особенно по- лить абсолютное значение изменений, лезен в исследованиях по магнитному поля в месте расположения обрезонансу так как позволяет опреде- разца.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ .ИМПУЛЬСОВ МАГНИТНОГО СГОЛЯ путем воздействия thia магнитную систему взаимно перпендикулярных поляризующего и радиочастотного магнитных полей и регистрации сигнала Mai- нитного резонанса, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения амплитуды коротких импульсов, измеряемым импульсом воздействуют на магнитную систему в направлении поляризующего магнитного поля,устанавливают значения суммарного поляризующего магнитного поля резонансным, изменяют частоту радиочастотного поля и переводят магнитную систему в инвертированное состояние, -регистрируют частоту биений и определяют амплитуду импульсов маг;нитного поля .по формуле: (Л частота биений; .где f - Т гиромагнитное отношение.

Ci

R:

I

ci

С;

0,6 Э

д.Э

0,3 Э

импульс магнитного поая