Резонансная ячейка спектрометра Советский патент 1988 года по МПК G01N24/10 

00

СП

со

Изобретение относится к устройствам для исследования свойств веществ методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в миллиметровом диапазоне длин волн. Целью изобретения является обеспечение возможности измерений при сверхнизких температурах без ухудшения чувствительности и разрешающей способности спктрометра. Резонансная ячейка состоит из двух зеркал 1,2, образующих открытий резонатор, и кюветы 6, с крышкой 7, в которой размещается образец 8. Выполнение зеркала 2 составным в виде дифракционной решетки 3 и матрицы капилляров 4, связанных с системой прокачки Не, позволяет достигнуть величш коэффициента отражения электромагнитной волны от зеркала, близкой к единице, а также одновременно создать условия для равномерного растворения Не в во всем объеме камеры растворения. При достижении сверхнизкой температуры через элементы связи 5 в объем резонансной ячейки поступает сигнал от СБЧ-генератора. Посредством перемещения зеркала 1 резонансная ячейка настраивается на резонансную частоту. 1 ил § СЛ

S

|й й:4:фа; х й;

P ;-4s4 - - : Kyi i; ...УЧч Ч

Изобретение относится к устройствам для исследования магнитных свойств веществ методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн и может найти применение в ядерной физике, биологии, химии и т.д.

Цель изобретения - обеспечение измерений при сверхнизких температурах без ухудшения чувствительности и разрешающей способности слектромет ра.

На чертеже изображена резонансная ячейка спектрометра.

Резонансная ячейка спектрометра состоит из квазиоптического открытого резонатора (О), образованного сферическим зеркалом 1 и составным зеркалом 2, выполненным в виде дифракционной решетки 3 и расположенной под ней матрицы 4 капилляров. Возбуждение и вывод энергии из резонансной ячейки происходит через волноводные элементы 5 связи, расположенные на сферическом зеркале 1. Кювета срстоит из изотропного элемента 6 и анизотропной крышки 7. Внутри ее помещен исследуемьш образец 8„ Образукшие решетки 3 ориентированы паралле1.:ьно вектору возбуждающего квазиоптический ОР электрического поля Ё, а параметр решетки х i/ Д , где 1 - период длФракцион- ной решетки; f длина волны. При этом период дифракционной решетки не намного меньше длины волны, т.е. условие 1 } при котором коэффициент отражения СВЧ-поля от зеркала , здесь несколько ослаблено с цепью увелкче-ния пропускной способности решетки 3 дня Не. Матрица 4 сквозных капилляров, диаметр которых d kp (для предотвращения прохождения СВЧ-мощности в подводящий тракт подачи Не, где cf - диаметр отверстий; А 1 - критическая дпина волны капилляра) расположена на расстоянии пД/2 от дифракционной решетки 3, где п - целое число. Выбор этого расстоя ния позволяет создать условия для получения коэффициента отражения СВЧ поля от составного зеркала 2 практически равным 1, так как часть мощности, проходящей через решетку, будет отражаться от матрицы 4 и синфазно ВШ1ИГШ Заказ 283/44

Произв.-полигр. пр-тие,

суммироваться в плоскости дифракционной решетки 3.

Ячейка работает следующим образом.

Через волноводные элементы 5 связи в сферическом зеркале 1 в объеме резонатора возбуждается один из собственных типов колебаний. Настройка в резонанс производится при перемещеНИИ сферического зеркала 1 вдоль оси резонатора. Параллельно ему перемещается кювета с образцом 8. При этом контроль за помещением кюветы в максимум магнитного СВЧ-поля осущест6 вляется по максимуму коэффициента передачи резонатора, Перечисленные процедуры проводятся уже при достижении сверхнизкой температуры и работе рефрижератора в стабильном режиме.

0 При этом через составное зеркало 2 непрерывно циркулирует Не. Далее при плавном изменении внешнего магнитного поля соленоида Н вблизи зна- Н pgj для исследуемого об5

0

чений Н р

разца мы наблюдаем на выходном элементе 5 сигнал ЭПР.

Формула изобретения

I .„

Резонансная ячейка спектрометра,

содержащая квазиоптический откры,тый резонатор, . образованный верхним и нижним зеркалами, волноводные элементы связи I-I кювету для образца, рас5 положенную меж,цу зеркалами, отличающаяся тем, что, с цеЛью обеспечения измерений при сверхнизких температурах без ухудшения чувствительности и разрешающей способнос0 ти спектрометра, нижнее зеркало выполнено в виде дифракционной решетки и расположенной под ней матрицы .сквозных капилляров, связанных с системой прокачки Не, при этом зеркаль5 ные полосы, образующ.не дифракционную решетку, ориентированы параллельно вектору возбуждающего открытый уезо- натор электрич-еского ;:оля, параметр решетки з 1 / Д 1, где 1 - период решетки; Д-- рабочая длина волны.

50

диаметр сквозных капилляров d -; Л где Д

kp

J, - крит1-1ческая длина волны в капилляреS а расстояние от р Еетки до матриць капилляров равно п-й/2, где п - целое число, причем кювета для образца расположена с зазором относительно дифрак1щонной решетки.

Тираж 847 Подписное

Го Ужгород, ул. Проектная, 4

55