Измерительный коаксиальный резонатор для электронного магнитного резонанса Советский патент 1982 года по МПК G01N24/10 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при разработке устройств для измерения и неразрушаюдегося контроля физических параметров тонких пленок методом электронного магнитного резонанса ЭМР.. Известен измерительный резонатор рзботаюагий на цилиндрической моде и предназначенный для исследований методом ЭМР образцов с повыяен ными диэлектрическими потерями. Конструкция резонатора допускает размещение плоских образцов, размеры которых несколько больше размеров об разцов, которые могут быть размещены в стандартных резонаторах с типом колебаний , и 1. Увеличению размеров плоских об-, разцов в этом случае препятствуют как вносимые диэлектрические потери и как следствие, снижение чувствительности устройства, так и ограниченные размеры мёжполюсного зазора электромагнита. Отсутствует возможность избирательного измерения параметров образца по плоскости без его разрушения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измерительный резонатор для электронного магнитного резонатора, объемный, коаксиальный, работающий на типе колебаний ТЕ.,. При измерении сигнала электронного-магнитного резонанса при помощи такого резонатора образец располагается с внешней стороны внутреннего проводника. Известный резонатор позволяет повысить чувствительность в два-три раза по отношению к стандартным цилиндрическим резонаторам при регистрации сигналов от образцов, имеющих большие диэлектрические потери, например водных образцов, за счет увеличения коэффициента заполнения резонатора 2. Однако размеры плоских.образцов ограничены плсяцадью поверхности внутреннего проводника, могут исследоваться только -жидкие образцы или образцы, имекяцие цилиндрическую форму, .определяемую формой внутреннего проводника; невозможно селективно исследовать параметра образца по его плсхцади, ощущается влияние вносимых электрических потерь на добротность резонатора. Целью изобретения является повышение чувствительности при исследовании плоских образцов больших размеров.. Указанная цель достигается тем, что в измерительном резонаторе для электронного магнитного рэзонанса, коаксиальном, работающем на типе колебаний ТЕд , внутренний проводник резонатора выполнен полым и плОс ким вдоль главнойОСИ симметрии ре-г зонатора, со сквозным отверстием связи на пересечении его осей симметрии. На чертеже представлена .конструкция измерительного резонатора для электронного магнитного резонанса. Измерительный резонатор является объемным, коаксиальным резонатором, работающим на типе колебаний ТЕ , содержит внутренний проводник 1, выполненный полым для введения образца 2 и плоским вдоль главной оси симметрии резонатора, и снабжен сквозным отверстием 3 связи в пучности магнитного поля СВЧ. Измерительный резонатор работает следующим образом. Исследуемый плоский образец 2 помещается в полость внутреннего про- вбдника 1 и поэтому не влияет на доб ротность измерительного резонатора. Через отверстие 3 связи, расположенное в пучности Н-компоненты поля СВЧ образец 2 связан с СВЧ колебанияш, возбуждаемыми в р езонаторе. При выполнении условий наблюдения электрон ного магнитного резонанса область , образца, расположенная в зоне отверстия 3 связи, поглощает мощность СВЧ Это приводит к изменению добротности резонатора и регистрируется как сигнал ЭМР. Остальная часть образца, экранированная внутренним Проводником, не поглощает мощность СВЧ и поэтому не дает вклад в регистрируемый сигнал ЭПР, что обеспечивает селективность измерения параметров по площади исследуемого образца. Повышение исследуемой локальной области образца в пучности Н-компоненты СВЧ-поля обеспечивает больший сигнал резонанса по сравнению с известным и таким образрм, повышается чувствительность резонатора. Предлагаемый измерительный резонатор для ЗМР обеспечивает селективное исследование тонких плоских образцов больших размеров, имеющих большие диэлектрические потери. Формула изобретения Измерительный коаксиальный резонатор для электронного магнитного резонанса, работающий на типе колебаний /отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности при исследовании плоских образцов больших размеров, внутренний проводник резонатора выполнен полым и плоским вдоль главной оси симметрии резонатора, со сквозным отверстием связи на пересечении его осей симметрии. Источники информации, пЕ)Инятые во внимание при экспертизе 1.Патент США №3878454, кл; G 01 N 27/78, опу.блик. 1975. 2.Allendoerfer R.D, Carroll J.B. А coaxial microwave cavity for improved electron paramagnetic resonance sensitivity with lossey solvents , Jornal of magnetic re-, sonance,1980, 37, p. 497-508 (npoТОТИ1Г) .