Способ возбуждения когерентных сигналов электронного парамагнитного резонанса

 

Использование: в спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), при разработке импульсных спектрометров. Сущность изобретения: импульсы на частоте опорного генератора подают на магнетрон , который генерирует некогерентные возбуждающие импульсы. Ограничение длительности возбуждающих импульсов позволяет использовать их для возбуждения когерентных сигналов ЭПР.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 24/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ 4

ЬЗ

Q0 4 (Л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4659814/25 (22) 09.03.89 (46) 23.04.92. Бюл. М 15 (71) Институт химической кинетики и горения СО АН СССР (72) B.Å. Хмелинский (53) 538(088.8) (56) Верещагин Е.М. Модуляция в генераторах СВЧ. — М.: Советское радио, 1972, с, 173, Семенов А.Г. и др. Когерентный спектрометр электронного спинового эха. — Новосибирск, 1980, с. 8.

Изобретение относится к электронной парамагнитной спекроскопии и может быть использовано при разработке импульсных спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).

Для возбуждения когерентных сигналов

ЭПР используют возбуждающие импульсы, которые получают с помощью магнетрона.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения когерентных сигналов ЭПР, в котором подают на магнетрон импульсы на частоте опорного генератора, близкой к собственной частоте генерации магнетрона, для получения синхронизированных возбуждающих импульсов, а последние подают на исследуемый образец для возбуждения в нем сигнала ЭПР. При этом для получения когерентных сигналов ЭПР используют когерентные возбуждающие импульсы, для чего на магнетрон подают такую мощность, чтобы магнетрон генерировал на частоте

„„5U„, 1728752 А1 (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (57) Использование: в спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), при разработке импульсных спектрометров.

Сущность изобретения импульсы на частоте опорного генератора подают на магнетрон, который генерирует некогерентные возбуждающие импульсы. Ограничение длительности возбуждающих импульсов позволяет использовать их для возбуждения когерентных сигналов ЭПР. вынужденных. колебаний, равной частоте опорного генератора. Подаваемая на магнетрон мощность должна быть достататочно велика. Так, в известном импульсном спектрометре трехсантиметрового диапазона длин волн минимально достигаемая синхронизирующая мощность должна быть не менее 30 Вт, Целью изобретения является снижение мощности подаваемых на магнетрон импульсов на 1 — 3 порядка.

Способ возбуждения когерентных сигналов ЭПР заключается в подаче на магнетрон импульсов на частоте опорного генератора для получения возбуждающих импульсов, при этом длительность возбуждающих импульсов Ти устанавливают в соответствии с выражением

2 > F макс 1и «4ф дол где Л Рмакс — максимальное возможное отклонение собственной частоты магнетрона относительно частоты опорного. генератора;

1728752

Составитель Т, Торопкина

Техред M. Mîðãåíòàë Корректор О. Кундрик

Редактор И. Дербак

Заказ 1403 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ьфдоп — максимально допустимое изменение фазы несущих колебаний возбуждающих импульсов относительно несущих колебаний опорного генератора эа время Ти.

Возбуждающие импульсы длительностью Т„подают на исследуемый образец для Возбуждения в нем когерентных сигналов ЭПР, При этом для возбуждения когерентных сигналов ЭПР используют некогерентные возбуждающие импульсы, полученные при работе импульсного магнетрона в режиме фаэировки. Режим фазировки характеризуется тем, что магнетрон генерирует импульсы на собственной частоте, а не на частоте вынужденных колебаний.

Начальная фаза колебаний магнетрона при фазировке равна фазе опорного генератора, однако из-за разности частот появляется и со временем растет разность фаз между ними. Эта разность фаз hp зависит от

h, F и прямо пропорциональна Ти:

Лр =2и ЛРТи.

Задавшись максимально допустимым изменением фазы, которое ограничено ошибкой последующего детектирования сигнала

ЭПР, и зная h F»«, можно определить максимально допустимую длительность возбуждающих импульсов Ти, позволяющих получить когерентные сигналы ЭПР.

Для получения когерентных сигналов

ЭПР используют типичный магнетрон 3 сантиметрового диапазона длин BollH с выходной мощностью 6000 -Вт. Когере нтн ые возбуждающие импульсы могут быть получены в режиме синхронизации на частоте опорного генератора, отличающейся от собственной частоты магнетрона на h.F, не превышающей 1 мГц, при подаче на магнетрон мощности не менее ЗОВт. Для получения некогерентн ых фазиро ванн ых воз бужда ющих импульсов, мощность на частоте опорного генератора, подаваемая на магнетрон и отличающаяся от его частоты на величину

h F, составляет 1Вт и менее в зависимости от уровня собственных шумов магнетрона. Указанная величина hF < 1мГц

5 обеспечивается за счет применения систем автоматической подстройки частоты опор-. ного генератора по фактической частоте маг-, нетрона. Длительность возбуждающих импульсов определяют, приняв, например, 10 Лудоп - 0,284, что соответствует однопроцентной ошибке последующего детектирования сигнала ЭПР для большинства применяемых в ЭПР-спектроскопии методик. При указанных значениях h F u

15 Лфдпп . длительность возбуждающих импульсов не должна быть более 45 нс. Сигналы ЭПР, полученные с помощью таких импульсов, являются когерентными.

Изобретение позволяет значительно

20 снизить мощность, подаваемую на магнетрон на частоте опорного генератора.

Формула изобретения

Способ возбуждения когерентных сигналов электронного парамагнитного резонанса (ЗПР), включающий подачу на магнетрон импульсов на частоте опорного генератора для получения возбуждающих импульсов и подачу последних на исследуемый образец для возбуждения в нем сигна30 ла ЭП Р, отличающийся тем, что, с целью снижения мощности подаваемых на магнетрон импульсов на 1-3 порядка; длительность

Ти возбуждающих импульсов устанавливают в соответствии с выражением

2 Л Л F макс Ти < Л фдоп где Л Рмакс — максимально возможное отклонение собственной частоты магнетрона относительно частоты опорного генератора;

Л одоп — максимально допустимое из40 менение фазы несущих колебаний возбуждающих импульсов относительно несущих колебаний опорного генератора за время Ти