Способ регистрации сигналов поглощения электронного парамагнитного резонанса Советский патент 1981 года по МПК G01N24/10 

алов поглощения эпр, основанном на омещении исследуемого образца в отажательный резонатор, подвода к нему ощности от источника СВЧ электроагнитных колебаний и детектирования ощности суммарных колебаний, состояих из отраженных от резонатора и подводимых непосредственно от источника СВЧ, устанавливают мощность суммарных колебаний независимой от взаимной расстройки частоты источника и собственной частоты резонатора изменением амплитуды и фазы колебаний, подводимых непосредственно от источника.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг.2 - кривые, поясняющие настройку схемы.

Для регистрации сигналов поглощения ЭПР исследуемый образец помещают в отражательный резонатор 1 и подводят к нему мощность от исто-ника 2 электромагнитных СВЧ колебаний, причем частота источника 2 колебаний должна совпадать с собственной частотой отражатель-, него резонатора 1, Мощнос-Ь отраженных от резонатора, 1 электромагнитных СВЧ колебаний поступает на детектор 3. Одновременно на детектор 3 подается мощность колебаний СВЧ через регулятор 4 амплитуды и фазы непосредственно от источника 2. Сигнал с детектора 3 поступает на осциллоскоп 5.

Установку необходимых амплитуды и фазы колебаний, подводимых к детектору 3 непосредственно от источника 2, производят с помощью наблюдения зависимости мощности суммарных-: колебаний на детекторе 3 от частоты колебаний источника 2. Эту зависимость получают на экране осциллоскопа 5, если произвести синхронную о изменением частоты источника 2 колебаний развертку луча Осциллоскопа 5, подавая при этом напряжение с детек-: тора 3 на вход усилителя вертикального отклонения луча осциллоскопа 5. Меняя амплитуду и фазу колебаний, поступающих на детектор 3 непосредственно от источника 2, добиваются с помощью регулятор.а 4 независимости напряжения, снимаемого с детектора 3 от изменения частоты источника 2. При этом на экране осциллоскопа 5 виден отрезок горизонтальной прямой (фиг.2, кривая б) вместо характерного провала, обусловленного отражательньм резонатором 1 (фиг.2, кривая 7). Полученная независимость мощности суммарных колебаний от взаимной расстройки частот источника 2 колебаний и собственной частоты отражательного резонатора 1 позволяет избежать регистрации сигналов дисперсии ЭПР и регистрировать сигналы поглощения с чувствительностью, определяемой амплитудными шумами источника 2 колебаний и шумами полупроводникового детектора 3. Преобразование частотных шумов источника 2 колебаний на отражательном резонаторе 1 в амплитудные шумы при данном способе , регистрации на чувствительность не влияют. Сигнал поглощения ЭПР появляется при детектировании как изменение мощности колебаний, отраженных от резонатора 1. Это изменение мощности приводит к,изменению мощности

суммарных колебаний на детекторе 3 и преобразуется в изменение напряжения на его выходе. Это изменение напряжения регистрируется стандартными методами, например синхронным детектированием на частоте модуляции маг(НИТНОГО ПОЛЯ.

Экспериментальная проверка способа проводилась на спектрометре, собранном по стандартной схеме с отражательным резонатором 1 (например типа РЭ1306). Отражательный резонатор 1 с добротностью и резонансной частотой 1) 9,4 кГцработает на цилиндрической моде ТЕд . В качестве источника 2 электромагнитных СВЧ колебаний может, быть ислользован стандартный генератор сигналов ГЗ-11, Детектором 3 мощности СВЧ колебаний может быть полупроводниковый диод Д405. В регуляторе 4 амплитуды и фазы применены аттенюатор АВП-122 и короткозамыкающий поршень Э8-1. Чувствительность, полученная при регистрации сигналов поглощения

ЭПР, составляет Ю спин/Гс.

В отличие от известного предлагаемому способу не нужна автоматическая подстройка частоты, благодаря чему сокращается число блоков

0 регистрирующих систем спектрометров ЭПР, регистрИРУнвдих сигналы поглощения, поскольку отпадает необходимость в таких блоках как , усилитель, сигнала ошибки, синхронг ный детектор сигнала ошиб,чи, мод:/лирующий генератор. Кроме того, исключено влияние системы автоматической подстройки частоты на сигналы ЭПР.

Формула изобретения

Способ регистрации сигналов поглощения электронного парамагнитного резонанса, основанный на помещении исследуемого образца в отражательный резонатор, подвода к нему мощности от источника сверхвысокочастотных {СВЧ) электромагнитных колебаний и детектирования мощности суммарных колебаний, состоящих из отраженных от резонатора и подводимых непосредственно от источника СБЧ электромагнитных колебаний, отличающий с я тем, .что, с целью упрощения

способа, устанавливают мощность суммарных колебаний независимой от взаимной расстройки частоты источника и собственной частоты резонатора изменением амплитуды и фазы колебаний подводимых непосредственно от источника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Голубь Ю.К, Методы и аппаратура для исследования электронного парамагнитного резонанса- Электронная техника . Сер.Контрольно-измерительная аппаратура 1968, вып.1, с.5-24.

2. Хенниг Спектрометр электронного парамагнитного резонанса с балансньм смесителем- ПрибО1яа для научных ис следований, 1961, 2, с.44-49.

Р фае.г