СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ ЯДЕРНОГО Л\АГНИТИОГО РЕЗОНАНСА ПРИ ЭФФЕКТЕ ОВЕРХАУЗЕРА Советский патент 1971 года по МПК G01N24/08 G01N24/10 

Пзобретеине относится к способа.м регистрации сигналов ядерио1ч) маги 1тного резонанса (ЯМР) прн эффекте Оверхаузера в ядерной физике.

Известен способ модуляции посредством спин-спииовой связи, т. е. путе.м .модуляции магнитного поля или частоты спин-детектора .P при медленном про.хождении рсзоиаисно)| линии.

Указанный способ имеет ряд недостаткоп:

на вы.ходе син.хронного детектора получается первая производная кривой ЯМР, что в ряде случаев нежелательно;

для получения сигнала, пропорционального производной от кривой ЯМР, амплитуда модуляции должна быть много меньше гинршп, .чинии ЯМР, так как иначе форма сигнала искажается;

при модуляции виешиего магиитиого поля или частоты сиии-детектора модуляционная иаводка на вы.ходе схемы регистрации может зиачительио превышать полезный снгиал и для ее подавлення приходится существеиио усложиять аппаратуру или усиливать сигнал ЯМР по высшнм гар.моннкам частоты лгодуляции.

Предлагаемый способ узкополосной per;страции сигиалов ЯМР пригоден для обр;; цов, в которых наблюдается эффект Оверхп , зсря или родственные явления, и обеснеч ::.ет ис1 ажеиия первообразной крнвоГ ciH4ia.i;i поглощення нли диснерсии. Для этого 1изкочастотиый снгиал ЯМР получают нуте.м .модуляции В1 1сокочастотиого магнитного поля,

насыщающего электронный парамагнитный резонанс (ЭПР).

На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ ро;-;. страцнц сигналов ЯМР.

Устройство включает катушку / насыню ння ЭПР, катушку 2 сннн-детектора ЯМР, образс, ,, спин-детектор 4, узкополосный усилитель 5, настроенный иа частоту модулягиш, амплитудиый детектор 6, интегрирующую цепочку 7, регистрирующее устройство 5, высочастотиьн генератор 9 насыщения ЭПР, низкочастотный .моду.чяцнонный генератор 10, источник // питания элсктромагннта, полюса 12 электромагнита, обмотку 13 электромагнита. Направление постоянного магиитиого поля, создаваемого электромагнитом, образует прямой угол с осями катушек / и 2.

Регистрация сигналов Я.1Р осуществляется следующнм образом.

Образе 1, 3 помещается в катуни и / и 2. расноложеииые в постоянном магннтном поле, создаваемым электромагнптом. Высокочастотное .магнитное поле е амплитудой Н , создаваемое катушкой /. насынает переходы ЭПР.

связана со спин-детекторам 4. Прл насыщении ЭПР в связанной электронно-ядерной спнисмстеме сигналы поглощения V,. (Леи) и днсперсии и,. (До)) ЯМР усиливаются

У, (До)) Ко(Дсо) -К V, {Aco)Lo(Aco) -Л

где УО н Ьо - сигналы поглон,ения и днснерсии «обычного (без эффекта Оверхаузера) ЯМР;

АО) - расстройка частоты спин-детектора относительно резонансной частоты;

К - коэффициент уснлення сигналов ЯМР за счет эффекта Оверхаузера.

Выходное напряжение генератора 9, питающего катушку , при ПОА10ЩИ генератора К) модулируется по амплитуде на низкой частоте. При этом частота модуляционного генератора 10 выбирается мепьще величии, обратных временам поперечной и продольиой релаксации. В этом случае наибольшую амплитуду имеет первая гармоника частоты модуляции. Узкополосный усилитель 5, включенный после спин-детектора 4 и {астроеиный на частоту модуляционного генератора 10, выделяет и усиливает амплитуду этой гармоники. После усилителя 5 сигнал постуиает на амплитудный детектор 6. После детектора включеиа интегрирующая цепочка 7, постоянная времени которой определяет полосу пропускаиия. Затем сигнал подается иа регнстрирующее устройство 8. Напряжение сигнала поглоП1,еиия на входе регистрирующего устройства ири большем по сравнению с постоянной времени цеиочки / времени прохождения линии ЯМР имеет вид

V ,)(Асо)/(„, Л, где р - множитель, зависящий от коэффициеита усиления всего тракта прохождения сигнала ЯМР;

т- максимально возможное усиление сигналов ЯМР (Хвд 660 для взанмодейству10ЩИХ иротоиов и электронов); .4i - амплитуда иервой гармоиики.

Из формулы следует, что форма наблюдаемого сигнала ЯМР совпадает с формой первообразной кривой Vo(Ac) или t/o(Ao)). При коэффициенте модуляции порядка едииицы и разумных величинах Hi/ величина К ,„ Л порядка 10-, т. е. регистрируемый сщнал ЯМР ири этом способе значительно усилен по сравнению с сигналом «обычиого ЯМР. Модуляционные наводкн при описанном способе регнстрации сигналов ЯМР будут малы.

П р е д м е т и з о б р е т е н и я

Способ регистрации сигналов ядерного .магнитного pe30HafJca при эффекте Оверхаузера и родственных явлениях путем узкополоспого усиления и амплитудного детектирования низкочастотного сигиала ЯМР при медлеином прохождеши линии ЯМР, отличающийся тем, что, с искаженнй первообразио кривой сигиала поглощешш нли дисперсии, низкочастотный сигнал ЯМР получают путем модуляцни высокочастотного .магиитиого поля, иасьцдаю ие1О электронный на ра.магнитньн резонанс.