Измерительный резонатор спектрометра двойного электронно- ядерного резонанса

 

Изобретение относится к технике магнитного резонанса и может быть использовано при конструировании спектрометров двойного электронноядерного резонанса (ДЭЯР). Цель изобретения состоит в увеличении отношения сигнал/шум, расширении за счет вариантов реализации различных геометрий векторов постоянного поляризующего, радиочастотного и сверхвы

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ6ЛИН (512 4 С О1 N 24 t0

1а,„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4166005/31-25 (22) 22, 12. 86 (46) 15.06.88. Бюл. й- 22 (7 1) Казанский физико-технический институт Казанского филиала АН СССР (72) А.Л.Конькин и N.Ë.Ôàëèí (53) 538. I13 (088.8) (56) Holton W.С., Blum J. Paramagnetic resonance of F-centers in а1kali-halides. — Phys. Rev., 125, 1962, р. 89.

Авторское свидетельство СССР и - 113871.8, кл, G 01 N 24/10, 1983.

„„50„„1402882 А1 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ РЕЗОНАТОР СПЕКТРОМЕТРА ДВОЙНОГО ЭЛЕКТРОННО-ЯДЕРНОГО

РЕЗОНАНСА (S7) Изобретение относится к технике магнитного резонанса и может быть использовано при конструировании спектрометров двойного электронноядерного резонанса (ДЭЯР). Цель изобретения состоит в увеличении отношения сигнал/шум, расширении за счет вариантов реализации различных геометрий векторов постоянного поляри- зующего, радиочастотнсго и сверхвы14028 сокочастотного магнитных полей. Резонатор содержит корпус прямоугольного отражательного СВЧ-резонатора 1. Исследуемый образец 2 расположен на плоской диэлектрической вставке 3.

На проводящей поверхности вставки 3 нанесены U-образные проводящие петли

4 и 5 и полоска 6. Вставка 3 введена в полость СВЧ-резонатора 1 через прямоугольное отверстие в короткозамыкающем поршне 7 и диэлектрическом основании 8, в котором она зафиксирована поджимным винтом 9. Со стороны широкой стенки резонатора 1 вставка 3 зафиксирована на полувысоте резона82 тора 1 поджимными,винтами 10 и 11, Через прямоугольные разрезы в узких стенках резонатора 1 внутрь него . введена двухвитковая прямоугольная катушка 12. Петли 4 и 5, петля, образованная полоской 6, винтом 11 и широкой стенкой резонатора 1, а также петля, образованная катушкой 12, служат для подачи высокочастотной мо. дуляции постоянного маГнитного поля и радиочастотной накачки относительно направления СВЧ-поля и постоянного магнитного поля как в режиме,ДЭЯР, так и в режиме тройного электронноядерного резонанса. 1 з.п. ф-лы,1 ил.

Изобретение относится к технике магнитного резонанса и может быть использовано при конструировании спектрометров двойного электронноядерного резонанса (ДЭЯР).

Целью изобретения является увеличение отношения сигнал/шум и реализация различных геометрий векторов постоянного, радиочастотного и сверхвысокочастотного магнитных полей.

На чертеже представлена конструкция резонатора ДЭЯР, разрез °

Резонатор ДЭЯР содержит корпус прямоугольного отражательного СВЧ-ре зонатора 1. Исследуемый образец 2 расположен на плоской диэлектрической вставке 3, выполненной из фольгированного стеклопластика, На проводящей поверхности вставки 3 нанесены U-образные проводящие петли 4, 5 и полоска 6. Вставка 3 введена в полость СВЧ-резонатора 1 через прямоугольное отверстие в короткозамыкающем поршне 7 и диэлектрическом основании 8, в котором она зафиксирована поджимным винтом 9. Со стороны широкой стенки резонатора 1 вставка 3 зафиксирована на полувысоте резонатора 1 двумя поджимными винтами 10 и

11. В этом случае широкая стенка резонатора 1, полоска 6 и винт 11 образуют петлю, концы которой указаны на чертеже стрелками. Исследуемый образец 2 расположен внутри этой пет2 ли. Через прямоугольные разрезы в узких стенках на полувысоте резонатора 1 внутрь него введена двухвитковая прямоугольная катушка 12, вход и вы5 ход которой указаны на чертеже стрелками. Катушка 12 выполнена из фольгированного с обеих сторон стеклотекстолита.

Примеры резонатора спектрометра

10 ДЭЯР, Исследуемый образец 2 устанавли- вают на плоскую диэлектричеекую вставку 3 и помещают в СВЧ-резонатор 1 (тип колебаний Н, ) и пучность

15 двух магнитных полуволн"СВЧ-по (Н,з„ ), а также в постоянное магнитное поле Н, которое модулируют переменным магнитным полем Н„ с частотой 100 кГц. Для настройки резонатора 1 на оптимальную добротность вставку 3 можно свободно перемещать в вертикальном направлении, после чего ее фиксируют к диэлектрическому основанию 8 прижимным винтом 9. Пружинящие контакты короткозамыкающего поршня 7 обеспечивают надежный электрический контакт поршня 7 с широкими стенками резонатора 1. Такая конструкция не требует дополнительного крепления диэлектрического основания

8 к боковым стенкам резонатора 1 и удобна при смене исследуемого образца 2. Для обеспечения надежного электрического контакта между винтом 11

1402882

20

40 соте резонатора жестким проводником, .выполненным в виде прижимного винта, 45 с широкой вертикальной стенкой резо50

ВНИИПИ Заказ 2848/31 Тираж 847

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г . и плоскостью основания 8 используют поджимной винт 10.

В экспериментах по ДЭЯР для индуцирования переходов ядерного магнитного резонанса используют радиочастотное пале (Н „ ).

В предлагаемои конструкции резонатора ДЭЯР поле Нщц лежит в плоскости Но (обязательное условие для наблюдения некрамерсовых ионов), тогда как удобства исследования угловых зависимостей линий ЭПР и ДЭЯР в резонаторе предусмотрено два взаимно ортогональных направления поля Н„. Для поля Н „ предусмотрены различные варианты йаправлений относительно Но

8 ñü„

Вариант 1. Петля 4 предназначена для подачи на образец 2 . поля Нщ, а петля 5 — поля Нр . При этом реализуется ситуация, в которой Н „ и Н,, лежат в плоскости Но и Н „ перпендикулярно Н ц .

Вариант 2. Нр„создающий петлей 4 или 5, а Н вЂ” петлей, образованной токопроводящей полоской 6, винтом 11 и широкой стенкой резонатора 1 (см. позицию А на чертеже). При этом также реализуется геометрия направлений, предусмотренная вариантом 1, но значительно увеличивается отношение сигнал/шум.

Вариант 3. Нм создают петлей 4 или

5, а Н рц — петлей, образованной полоской 6, винтом 11 и широкой стенкой резонатора 1 (позиция A на чертеже). При этом реализуется ситуация — Н „ параллельна Нс „ и оба вектора лежат в плоскости Н .

Вариант 4. Н р„и Н одновременно создают одной петлей, образованной полоской 6, винтом 11 и широкой стенкой резонатора 1 (позиция А на чертеже). В этом случае модуляционный и

РЧ-генераторы соединены параллельно.

B данном варианте реализуется следующая ситуация: Н „ и Н „ 1(Н,„ и все векторы лежат в плоскости Н, а в частном случае все параллельны Н,.

Вариант 5. Н р создают катушкой

РЧ

12 {позиция Б на чертеже). В этом случае H „перпендикулярно плоскости, в которой лежат Но и Н ч .

Поскольку данная конструкция резонатора содержит четыре петли для создания Н „ и Н, петля 4, петля 5, петля, образованная полоской 6, винтом 11 и широкой стенкой резонатора

1, петля, образованная катушкой 12, то в случае тройного электронно-ядерного резонанса наличие свободных петель предусматривает подачу дополнительной радиочастотной накачки Н при этом Н ц может быть как параллельным, так и перпендикулярным Н„р, для которого используют перечисленные выше варианты 1-5.

Следует подчеркнуть, что резонатор может быть использован также и для исследования ДЭЯР крамерсовых ионов °

Формула изобретения

1. Измерительный резонатор спектрометра двойного электронно-ядерного резонанса, содержащий СВЧ-резонатор отражательного типа, задняя стенка которого выполнена в виде короткозамыкающего поршня с пружинящими контактами, закрепленного на диэлектрическом основании с прямоугольным отверстием, через которое в полость резонатора параллельно его широкой стенке введена плоская диэлектрическая вставка с двумя проводящими петлями, отличающийся тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/шум и реализации различных геометрий векторов постоянного радиочастотного и сверхвысокочастотного магнитных полей, плоская диэлектрическая вставка снабжена дополнительной токопроводящей полоской, нанесенной параллельно широкой стенке резонатора и соединенной на полувынатора.

2. Резонатор по п. 1, о т л и— чающий с я тем, чтов середине узких стенок выполнены поперечные разрезы, через которые в полость резонатора перпендикулярно его продольной оси введена двухвитковая радиочастотная катушка, выполненная из фольгированного с обеих сторон стеклопластика.

Ужгород, ул. Проектная, 4