Резонатор спектрометра импульсного электронного парамагнитного резонанса

 

О П И С А Н И Е (>974232

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 19.02.80 (21) 288515?/18-25 с присоединением заявки ¹ . (23)Приоритет (51)M. Кл.

0 01 М 24/10

Гвеударстеенный комитет

СССР

Ао лелем нзаоретений и открытий

Опубликовано 15. 11.82. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15,11,82 (53) УДКУ8.11 (088.8) (72) Автор изобретения

В,Е,Хмелинский

Институт химической кинетики и горения Си отделения АН СССР (71) Заявитель (54) РЕЗОНАТОР СПЕКТРОМЕТРА ИМПУЛЬСНОГО

ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

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) tl), 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 одно" го типа колебаний равна частоте возбуждающих импульсов, а частота вто2 рого типа колебаний равна частоте полезного сигнала, отличающейся ьт частоты возбуждающих импульсов на величину> пропорциональную амплиту" де модуляции поляриэующего поля, осуществляемой с помощью модулирующей обмотки (2).

Недостатком такого резонатора является отсутствие полной геометрической симметрии, что приводит к трудоемкостям при настройке частот обо" их типов колебаний из-эа их влия" ния друг на друга, а также и попаданию некоторой части возбуждающих импульсов на основной частоте и на частотах спектральных составляющих в канал приемника.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей резонатора го путем частотной и геометрической развязки между обоими типами колебаний.

Цель достигается тем, что в резонаторе спектрометра импульсног0 электронного парамагнитного резонанса, 974232 4 формула изобретения 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„ обмотка модуляции расположена между основаниями полости параппельно им и образует с ними экранированную полосковую линию.

В резонаторе, в котором цилиндр имеет круглые основания, могут воз буждаться колебания типа Б „л, а в резонаторе, полость которого имеет квадратные основания, могут возбуждаться колебания типа Нлс2.

На .Фиг. 1 показан вариант исполнения предложенного резонатора, в котором полость выполнена в виде цилиндра с круглыми отверстиями; на фиг, 2 - схематичное изображение магнитных силовых линий обоих мод колебаний.

Резонатор 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 9, отверстия связи 10 и 11, полюсные наконечники 12.

Корпус 1 резонатора имеет цилиндрическую полость 2, в основаниях которой по оси симметрии выполнены отверстия 3 для ввода ампулы с образцом 4, В основаниях полости 2 симметрично относительно отверстий 3 и параллельно их оси расположены otверстия 5 для ввода двух пар подстраивающих частоты колебаний диэлектрических штырей 6 и 7. Обмотка модуляции 8 расположена а f1J1oof;oñòè, параллельной основаниям полости 2 и кабелями 9 подсоединен к генератору модулирующих импульсов и к конечной ñîгласованной нагрузке. Через отверстие связи 10 полость резонатора соединена с генератором возбуждающих импульсов, а через отверстие связи 11с приемником сигналов., Резонатор помещен в зазор магнита между полюсными наконечниками 12, в которых также по оси симметрии выполнены отверстия для ввода ампулы с образцом, В полости 2 такого резонатора возбуждаются два типа колебаний Н,, и

НО4 Подстраивающие частоты колеба ний диэлектрические штыри 6 распо5

1О

)5

2О

ЭО

4О

45 ложены в пучностях электрического поля копебаний типа Н1О2 и в максимуме магнитного поля колебаний, Н2 „, поэтому они не влияют на частоту типа Н201 и наоборот, подстраивающие частоты колебаний диэлектрические штыри 7, расположенные в пучностях электрического поля колебаний типа Н2О„, меняют частоту этого типа колебаний, не влияя HB колебания ипа H4,ö.

При поступлении в резонатор мощности возбуждающих импульсов через отверстие связи 10, в резонаторе возбуждаются колебания 1 го типа, частоту которых можно подстроить в резо анс с частотой возбуждающих импульсов с помощью 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 5 НО при этом изменяется частота возникающего сигнала спинового эха на некоторую величину "ь„I где у — гиромагнитное отношение, Сиг- нал спинового эха возбуждает второй тип колебаний резонатора, частота которых может быть подстроена в резонанс с частотой сигнала с помощью штырей 7, 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, Резонатор спектрометра импульсного электронного парамагнитного резонанса, содержащий корпус, полость для колебаний двух ортогональных типов, обмотку модуляции поляризующего магнитного поля, отверстия для ввода подстраивающих частоты колебаний диэлектрических штырей„ отверстие для ввода образца и отверстия связи, отличающийся тем, что, 974232

5 с целью расширения функциональных воэможностей резонатора путем частотной и геометрической развязки ко" лебаний обоих типов, обмотка модуляции расположена между основаниями по лости параллельно им и образует с ними экранированную полосковую линию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 240786, кл. С 01 и 27/78, 1969

2. Пул Ч. Техника ЭПР-спектроскопии. И., "Мир", 1970, с. 355-369 (прототи и), 914232

5 О ираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, Составитель В.Покатилов

Редактор Г,Гербер техред Е.Харитончик Корректор Н,Буряк