Способ выделения сигнала спинового эха электронного парамагнитного резонанса Советский патент 1982 года по МПК G01N24/10 

используются магнетроны дтак как в настоящее время отсутствуют другие СВЧ генераторы с необходимыми параметрами), которые работают недостаточно стабильно при коротких модулирующих импульсах и склонны генерировать другие частоты помимо осноаной„ Поэтому спектр частот возбуждающих импульсов такой длительности, генерируемых магнетроном, имеет на уровне, превышающем по мощности поле ный сигналJ ширину в несколько сот мегагерц В результате для разделения спектров частот сигнала и возбуждающих импульсов модуляция поляризующего магнитного поля должна про изводиться импульсами с достаточно большой амплитудой. Так. для трехсантиметрового диапазона длин волн ампл туда модуляции должна достигать 150170 эрстед„ При 3TONj необходимо уложиться в рамки трудно выполнимых требований в отношении формы и стабильности еершины импульса модуляции магнитного поля о Так выбросы и колебания на вершине импульса модуляции, в также нестабильность его амплитуды не должны превышать долей процента, в противном случае произойдет расширение частотного спектра сигнала, искажение его формы и величины, а также возможно смещение спектральных составляющих сигнала за пределы полосы пропускания полосно--пропуска ющего фильтра на входе приемника„ Необходимость выдерживать жесткие до пуски на параметры модулирующего поляризующее магнитное поле импульса является недостатком описанного выше способа. Цель изобретения - повы1ление чувствительности способа путем уменьшения амплитуды модуляции магнитного поля и повышения точности смещения частот спектральных составляющих сиг нала. Для достижения поставленно.й цели согласно способу выделения сигнала спинового эха электронного парамагнитного резонанса посредством смещения частоты сигнала относительно сверхвысокой частоты возбуждающих импульсов с помощью модуляции поляризуюи его магнитного поля, измерения проводят циклически, причем в ка дом цикле используют серию прямоугольных импульсов, модулирующих полязирую1цее магнитное поле, и один возбуждающий СВЧ -импуль, длитель|ность которого выбирают в пределах от длительности серии прямоугольных модулирующих импульсов до суммы длительности серии прямоугольных модулирующих импульсов и промежутка времени от конца этой серии до начала сигнала спинового эха, при этом выдерживают условие равенства сверхвысокой частоты возбуждающего импульса и частоты.прецессии парамагнитных Частиц S образце на вершинах импульсов модуляции магнитного поля, приме 1 возбуждаюи1ий импульс подают в резонатор через полосно-пропускающий фильтр, согласованный с его несущей частотой и длительностью, Полосно-пропускающий фильтр обеспечивает дополнительное сжатие энергии возбуждающих импульсов в узкой полосе спектра, а также задерживает все паразитные частоты, генерируемые ма|- нетрономо На чертеже показаны временные соотношения между возбуждающим СВЧимпульсом, импульсами модуляции поляризующего магнитного поля и сигналом спинового эха На фиг„ а показано изменение во времени возбуждающего импульса за один цикл измерения; на фиг. б - измерение во времени поляризующего магнитного поля; на фиг, в изменение полезного сигнала. Условные обозначения: Р мощность возбуждающего импульса; И - напряженность магнитного поля; Р мощность сигнала спинового эха , ixi - угловая частота несущих колебаний) j - гиромагнитно отношениеJ Т - длительность серии, необходимой для выполнения одного цикла измерений. При использовании предлагаемого способа в импульсных спектрометрах ЭПР, предназначенных для измерения времен релаксации короче 10 сек, т„е„ в большинстве практических случаев, длительность возбуждающего импульса может быть сделана порядка нескольких микросекунд с фронтами около одной микросекунд. Ширина спектра таких возбуждающих импульсов составляет несколько мегагерц Ширина спектра полезного сигнала остается достаточно большой - несколько десятков мегагерц. С учетом этого обстоятельства амплитуда импульса модуляции магнитного поля может быть снижена до 15-20 эрстед и соответственно, снижены допуски на остальные его параметры до единиц процентов (поскольку в этом случае важны абсолютные величины отклонений параметров импульсов от идеальных).

Использование предлагаемого способа позволяет усовершенствовать импульсные спектрометры ЭПР, упростить и удешевить эти приборы с одновременным повышением их .чувствительности и разрешающей способности.

формула изобретения

Способ выделения сигнала спинового эха электронного парамагнитного резонанса посредством смещения частоты сигнала относительно сверхвысокой частоты (СВЧ) возбуждающих импульсов с помощью модуляции поляризующего магнитного поля прямоугольными импульсами в месте расположения образца, отличающийся тем что, с целью повышения чувствительности способа путем уменьшения амплитуды импульсов модуляции магнитного поля и повышения точности смещения частот спектральных составляющих сигнала, измерения проводят циклически, причем

в каждом цикле используют серию прямоугольных импульсов, модулирующих поляризующее магнитное поле, и один возбуждающий СВЧ-импульс, длительность которого выбирают в пределах от длительности серии прямоугольных модулирующих импульсов до суммы длительности серии прямоугольных модулирующих импульсов и промежутка времени от конца этой серии до начала сигнала спинового эха, при этом выдерживают условие равенства сверхвысокой частоты возбуждающего импульса и частоты прецессии парамагнитных частиц в образце на вершинах импульсов модуляции поля, причем возбуждающий импульс в резонатор подают через полосно-пропускающий фильтр согласованный с его несущей частотой и длительностью

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1а Салихов К.М,, Семенов А.Г. и Цветков ЮоД, Электронное спиновое эхо и его применение, Новосибирск, Наука, 1976-, с. 66-98.

2, Авторское свидетельство СССР № 082П2, кл. G 01 N 27/78, 1973 (прототип),

.

а

н

Р

1

-rt о

А