Резонатор спектрометра импульсного электронного парамагнитного резонанса Советский патент 1982 года по МПК G01N24/10 

1

Предлагаемое изобретение относится к спектроскопии и может быть использовано в импульсных спектрометрах электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) при наблюдении сигнала в виде спинового эха

Известны резонаторы спектрометра импульсного электронного парамагнитного резонанса (ЭПРС) 1, однако они, как правило, сложны и трудоемки в частотной настройке.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является резонатор спектрометра импульсного ЭПР, содержащий корпус,полость для двух ортогональных типов колебаний, обмотку модуляции поляризующего магнитного поля, отверстия для ввода подстраивающих частоты колебаний диэлектрических штырей, отверстие для ввода образца и отверстия связи, В этом резонаторе частота одного типа колебаний равна частоте возбуждающих импульсов, а частота второго типа колебаний равна частоте полезного сигнала, отличающейся от частоты возбуждающих импульсов на величину, пропорциональную амплитуде модуляции поляризующего поля, осуществляемой с помощью модулирующей обмотки 2.

Недостатком такого резонатора является отсутствие полной геометрической симметрии, что приводит к тру10доемкостям при настройке частот обо их типов колебаний из-за их влияния друг на друга, а также и попаданию некоторой части возбуждающих импульсов на основной частоте и на

15 частотах спектральных составляющих в канал приемника

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей резонатора путем частотной и геометрической раз20еязки между обоими типами колебаний.

Цель достигается тем, что е резонаторе спектрометра импульсного электронного парамагнитного резонанса, содержащем корпус, полость для двух ортогональных типов колебаний, обмотку модуляции поляризующего магнитного поля и отверстия для ввода подстраивающих частоты колебаний диэлектрических штырей , отверстие для ,ввода образца и отверстия связи, об мотка модуляции расположена между основаниями полости параллельно им и образует с ними экранированную ПОЛОСКОВУЮ ЛИНИЮо В резонаторе, в котором цилиндр имеет круглые основания, могут возбуждаться колебания типа Ед, а в резонаторе, полость которого имеег квадратные основания, могут возбуждаться колебания типа На.фиг. 1 показан вариант исполнения предложенного резонатора, в котором полость выполнена в виде ци линдра с круглыми отверстиями; на фиг„ 2 - схематичное изображение маг нитных силовых линий обоих мод колебанийоРезонатор содержит корпус 1 , полость 2 (цилиндра), отверстие 3 для ввода ампулы с образцом 4, отверстия 5 для ввода подстраивающих частоты колебаний диэлектрических штырей 6 и 7 обмотку модуляции 8,, кабели 9s отверстия связи 10 и 11, полосные на конечники 12 о Корпус 1 резонатора имеет цилиндрическую полость 2, в основаниях которой по оси симметрии выполнены отверстия 3 для ввода ампулы с образцом 4 о В основаниях полости 2 симметрично относительно отверстий 3 и - параллельно их оси расположены отверстия 5 для двух пэр подстра ивающих частоты колебаний диэлектрических штырей 6 и 7о Обмотка модуляции 8 расположена в плоскости, парал лельной основаниям полости 2 и кабелями 9 подсоединен к генератору модулирующих импульсов и к конечной согласованной нагрузке Через отверсти связи 10 полость резонатора соединена с генератором возбуждающих импульсов, а через отверстие связи 11 с приемником сигналов Резонатор помещен в зазор магнита между полюсными наконечниками 12, в которых также по оси симметрии выполнены отверстия для ввода аипулы с образцом, В полости 2 такого резонатора воз буждаются два типа колебаний Н.,,;,, и HnQ,, Подстраивающие частоты колеба- НИИ диэлектрические штыри 6 расположены в пучностях электрического поля колебаний типа в максимуме магнитного поля колебаний , Нл, поэтому они не влияют на частоту типа и наоборот, подстраивающие частоты колебаний диэлектрические штыри 7, расположеннь1е в пучностях электрического поля колебаний типа fid, меняют частоту этого типа колебаний, fie влияя на колебания типа Н зПри поступлении в резонатор мощности возбуждаодих импульсов через отйбрстие связи 10, в резонаторе воябуждаются колебания 1-го типа, частоту которых можно подстроить в реao.iaHc с частотой возбуждающих импульсов с помо|цью штырей 6 После окончания подачи серии возбуждающих импульсов в резонатор в обмотке модуляции 8 (в.виде петли) от генератора модулирующих импульсов поступает модулирующий ток прямоугольной формы, меняющий магнитное поле в месте расположения образца на некоторую величину 4 Нр, при этом изменяется частота возникаЮ114его сигнала спинового эха на некоторую величин (рлН, где ор- гиромагнитное отношение. Си(- нал спинового эха возбуждает второй тип колебаний резонатора, частота которых может быть подстроена в резонанс с частотой сигнала с помощью штырей 7с Из резонатора полезный сигнал через отверстие связи 11 поступает на вход приемника. Благодаря геометрической симметрии резонатора достигается практически полная независимость настройки обоих типов колебаний, а также дополнительная отстройка возбуждающего и приемного каналов. Ширина попосы пропускания отрезка полосковой линии, образованная петлей модуляции и обоими основаниями полости резонатора достигает величины 0-750 мГц, Формула изобретения Резонатор спектрометра импульсного электронного парамагнитного резонанса, содержащий корпус, полость для колебаний двух ортогональных типов, обмотку модуляции поляризующего магнитного поля, отверстия для вво да подстраивающих частоты колебаний Диэлектрических штырей, отверстие для ввода образца и отверстия связи, отличающийся тем, что,

5)1 гЪ24

с целью расширения функциональныхИсточники информации,

возможностей резонатора путем частот- принятые во внимание при экспертизе ной и геометрической развязки ко- 1, Авторское свидетельство СССР лебаний обоих типов, обмотка модуля- NT 240786, кл, G 01 N 27/78, 19б9« ции расположена между основаниями по- $ 2. Пул Ч. Техника ЭПР-спектроско лости параллельно им и образует с пии. М., Мир, 1970, с. 355-369 ними экранированную полосковую линию. (прототип).

5