РЕЗОНАТОР ДЛЯ СПЕКТРОМЕТРА ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА Советский патент 1965 года по МПК H01P7/06 

В современных спектрометрах электронного парамагнитного резонанса применяются отражательные резонаторы, включенные в схему циркулятора или волноводного моста (двойной Т-тройник или гибридное кольцо). Баланс моста очень чувствителен к взаимной расстройке источника сверх высокой частоты (СВЧ) и резонатора. Флюктуация частоты СЕЧ источника создает амнлитудный шум на выходе моста или ферритового циркулятора, в результате чего ухудшается чувствительность спектрометра. В известных резонаторах, в которых осуществляется баланс СВЧ, настройка оказалась весьма затруднительной из-за сильного взаимного влияния многочисленных нодстроечных элементов.

Для унрош,ения конструкции н настройки, а также повышения добротности предложенный резонатор состоит из двух взаимно ортогональных нрямоугольных резонаторов, некоторая часть внутреннего объема которых является для них оби1,ей. настройки на нужную волну резонатор содержит два диэлектрических штыря, а для регулировки баланса СВЧ - дополнительный винт или волноводный шунт.

На чертеже изображен описываемый резонатор.

Некоторая часть внутреннего объема резонаторов является для них обш,ей. В это место вводится исследуемый парамагнитный образец 3. Диэлектрические штыри 4 5 служат для настройки резонаторов на нужную длину волны. Резонатор 2 нмеет отверстие связи 6, а резонатор / - отверстие связи 7.

Резонаторы размеш.аются в зазоре электромагнита таким образом, чтобы магнитное иоле было направлено по оси V. По нриицииу

действия скреш.енный резонатор напоминает

скрешенные катушки Блоха, применяемые в

ядерном магнитном резонансе.

Колебания СВЧ-генератора поступают через отверстие связи 6 в резонатор 2 (или через отверстие 7 в резонатор I). При отсутствии в образце 3 электронного иарамагнитного резонанс}юго ноглош,ения (ЭПР) на выходе резонатора / никаких колебаний не будет.

Если вследствие соответствуюнхей регулировки наиряженностн ноля электрол агнита в образце 3 появится ЭПР поглощение, то результирующий вектор, имеющий магиитный момент, будет прецессировать вокруг оси Z с

частотой coo Составляющая Л1,, будет наводить в резонаторе СВЧ-колебання, которые через выходное отверстие связи подаются на СВЧ-детектор. Практически трудно изготовить резонаторы

чтобы в отсутствии сигнала ЭПР в резонатор / энергия не проходила совсем. Поэтому для регулировки баланса СВЧ введен дополнительный винт 8, с помощью которого удается создать баланс до 40 дб, не нарушающийся при изменении частоты СВЧ-источника. В большинстве случаев этот баланс оказывается достаточным. Применяя дополиительный волноводный шунт с аттенюатором и фазовращателем, можно довести баланс до 70- 80 дб.

Взаимного влияния элементов настройки практически не наблюдалось. Описанный резонатор прост в настройке и в наибольшей

степени подходит для супергетеродннной схемы спектрометра ЭПР.

Предмет изобретения

Резонатор для снектрометра электронного парамагнитного резонанса с балансом СВЧ, отличающийся тем, что, с целью повышения добротности и упрощения конструкции и настройки, он состоит из двух взаимно ортогональных прямоугольных резонаторов, некоторая часть внутреннего объема которых является для них общей; и содержит два диэлектрических штыря для настройки на нужную волну и донолннтельный винт или волноводный шунт для регулировки баланса СВЧ.