Измерительный коаксиальный резонатор для электронного магнитного резонанса

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (н920482 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080780 (21) 2954548/18-25

/ с присоединением заявки ¹t$3) hA. Rl!.3

G 01 Н 24/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет, . !53) УДК 5З8.11З (088. 8) Опубликовано 150482. Бюллетень ¹14

Дата опубликования описания 150432

Е

Н. И. Зотов, В.Н. Линев, Е. Я. Фурса и С.С. Шушкевич (72) Авторы изобретения!

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ KOAKCHAJIbHblA РЕЗОНАТОР

ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при разработке устройств для измерения и неразрушающегося контроля физических параметров тонких пленок методом электронного магнитного резонанса (ЭМР)..

Известен измерительный резонатор, работающий на цилиндрической моде

ТМ„„ и предназначенный для исследовайий методом ЭМР образцов с повышен- ными диэлектрическими потерями. Конструкция резонатора допускает размещение плоских образцов, размеры которых несколько больше размеров образцов, которые могут быть размещены в стандартных резонаторах с типом колебаний Н,н 1 и ТМ 1„р (1).

Увеличению размеров плоских об-„ разцов в этом случае препятствуют как вносимые диэлектрические потери, и как следствие, снижение чувствительности устройства, так и ограниченные размеры межполюсного зазора электромагнита. Отсутствует возможность избирательного измерения параметров образца по плоскости без его разрушения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измерительный резонатор для электрон ного магнитного резонатора, объемный, коаксиальный, работающий на типе колебаний ТЕ д„„. При измерении сигнала электронного. магнитного резонанса при помощи такого резонатора образец располагается с внешней стороны внутреннего проводника. Извест1п ный 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 площадью поверхности внутреннего проводника, могут исследоваться только .жидкие образцы или образцы, имеющие цилиндрическую форму,,определяемую формой внутреннего проводника! невозможно. селективно исследовать параметры образца по его площади, ощущается влияние вносимых, электрических потерь на добротность резонатора.

Целью изобретения является повышение чувствительности при исследо920482 вании плоских образцов больших размеров..

Укаэанная цель достигается тем, что в измерительном резонаторе для электронного магнитного резонанса, коаксиальном, работающем на типе 5 колебаний ТЕ „, внутренний проводник резонатора выполнен полым и плбским вдоль главной оси симметрии ре-. зонатора, со сквозным отверстием связи на пересечении его осей сим- 10 метрии.

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 провбдника 1 и поэтому не влияет на добротность измерительного резонатора.

Через отверстие 3 связи, расположенное в пучности Н-компоненты поля СВЧ,30 образец 2 связан с СВЧ колебаниями, возбуждаемыми в резонаторе. При вы-. полнении условий наблюдения электронного магнитного резонанса область образца, расположенная в зоне отвер- 35 .стия 3 связи, поглощает мощность СВЧ.

Это приводит к изменению добротности резонатора и регистрируется как сигнал ЭМР. Остальная часть образца, . экранированная внутренним проводни- 40 ком; не поглощает мощность СВЧ и поэтому не дает вклад в регистрируемый сигнал ЭПР,. что обеспечивает селективность измерения параметров по площади исследуемого сбразца. Повышение исследуемой локальной области образца в пучности Н-компоненты

СВЧ-поля обеспечивает больший сигнал резонанса по сравнению с известным и таким образом, повышается чувствительность резонатора.

Предлагаемый измерительный резонатор для ЭМР 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 ТЕО« о т л и ч а ю щ и й— с 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, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3878454, кл; G 01 N 27/78, опублик. 1975.

2. Allendoerfer R.D, Carroll J.Â. A coaxial microwave cavity for

improvect electron paramagnetic resonance sensitivity with 1овзеу

solvents, Jornal of magnetic re-, sonance, 1980, 37, р. 497-508 (пратотиев) .

1 920482 трк ВЕ3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делай иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Закаэ 2325/44

Филиал ППП Патент, г; Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Бокатилов

Редактор Н. Горват Техред Л. Пекарь Корректор O. Макаренко