Спектрометр электронного парамагнитного резонанса

Союз Сфветских Социалистических Реслублик(22) Заявлено 25 Л 279 (21) 2859913/18-25 с присоединением заявки йо(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР по делам изобретений н открытий .(53) УДК 5 з 8.11,з (0 88, 8) Дата опубликования описания 15,10,81 е;/В.А, Жидович, В.ф. Стельмах, А.Д. Т расевич и Л.В. ЦвиркоБелорусский орденаТрудового Красно о Знаменигосударственный университет им,В.И Ленинаи Научно-исследовательский институт т 1 щкладнйхФизических проблем Белорусского ордена =,/Трудового Красного Знамени государственногоуниверситета(54) СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА,Изобретение относится к техникеэлектронного парамагнитного резонанса(ЭПР) и может быть использовано врадиотехнической и других отрасляхпромааленности при изготовленииспектрометров ЭПР.Известны спектрометры ЭПР, в которых для устранения медленных изменений (дрейфа) частоты источника,сверхвысоких частот (СВЧ) используется система. автоматической подстройки частоты (АПЧ), сравнивающаячастоту источника СВЧ с частотой настройки измерительного резонатора (1) .Однако такие спектрометры не позволяют регистрировать сигнал дисперсии обычным способом. Более тогосистема АПЧ по измерительному резонатору становится малоэффективнойпо мере снижения подводимой к резонатору мощности,Наиболее. близким по техническойсущности к предложенному являетсяспектрометр ЭПР, содержащий генератор СВЧт стабилизированный эталонным резонатором, имеющий устройствокоррекции частоты, измерительныйрезонатор с петлей модуляции магнит-,ного поля и ампулой для образца,причем эталонный и измерительный ре" 30 зонаторы выполнены в виде единого блока, имеют одинаковую форму и размеры, изготовлены иэ одногоматериала, циркулятор, соединенный с генератором СВЧ, измерительным резонатором и блоком регистрации ЭПР, модулятор магнитного поля, связанный с петлей модуляции измерительного резонатора 2) .Однако при работе данного спектрометра из-за неизбежного нагрева измерительного резонатора элементами модуляции изменяется частота настройки измерительного резонатора по отношению к частоте эталонного резонатора, Это снижает стабильность работы спектрометра и требует проведения дополнительной периодической операции коррекции частоты настройки измерительного или эталонного резонатора.целью изобретения является повышение стабильности спектрометра ЭПР при малых мощностях СВЧ в измерительном резонаторе.Поставленная цель достигается тем, что в спектрометре ЭПР, содержащем генератор СВЧ, стабилизированный эталонным, резонатором, имеющим устройство коррекции частоты, измерительный резонатор с петлей модуляции магнитного поля и ампулой для образца, причем эталонный и измерительный резонаторы выполнены в виде единого блока, имеют одинаковую форму и размеры, изготовлены из одного материала, циркулятор, соединенный с гене ратором СВЧ, измерительным резонатором и блоком регистрации сигнала ЭПР, модулятор магнитного поля, связанный с петлей модуляции измерительного резонатора, эталонный ре зонатор имеет нагреватель, соединенный с модулятором магнитного поля, идентичный петле модуляции измерительного резонатора.На чертеже представлена блок-схема предлагаемогоспектрометра.Спектрометр содержит генератор СВЧ 1, эталонный резонатор 2 с нагревателем 3 и устройством коррекции частоты 4, измерительный резонатор 5 с петлей модуляции б и ампулой для образца 7, модулятор магнитного поля 8, циркулятор 9 и блок регистрации сигнала ЭПР 10.Мощность СВЧ от генератора СВЧ 1, стабилизированного известными способами эталонным резонатором 2, через циркулятор 9, поступает в измерительный резонатор 5, а затем,отразившись от него, через циркулятор 9 поступает в блок регистрации сигна ла ЭПР 10. При смене образца 7 с по" мощью устройства коррекции 4, частоту настройки эталонного резонатора 2 подстраивают к частоте измерительного резонатора 5. Поскольку в месте 35 расположения исследуемого образца 7 с помощью модулятора 8 и петли б осуществляется малая модуляция резонансного магнитного поля, то и мощность СВЧ отражающаяся Рт измерительного 4 О резонатора 5 и несущая информацию о сигнале ЭПР, также оказывается промодулированной. При малых амплитудах модуляции магнитного поля в условиях пренебрежимого нагрева петлей модуляции б и нагревателя 3 ре зонаторов 5,и 2 нагревих электромагнитом, элементами электроники и т,п. не вызывает существенной взаимной растройки их частот, благодаря выполнению резонаторов в виде единого ЗО целого. Увеличение амплитуды моду" ляции магнитного поля вызывает коррелированный нагрев измерительного резонатора 5 петлей модуляции б и эталонного резонатора 2 нагревате лем 3. Из-эа того, что эталонный 2 и измеритепьный 5 резонаторы идентичны по форме, размерам и материалам, а нагреватель идентичен петле модуляции, этот нагрев одинаков. Таким образом, благодаря тому, что эталонный и измерительный резонаторы выполнены в виде единого блока из двух резонаторов, имеющих близкие температурные коэффициенты частоты (идентичны по форме, размеру и материалу) и эталонный резонатор имеет нагреватель (идентичный петле модуляции измерительного резонатора), соединенный с выходом модулятора магнитного поля, устраняется температурная расстройка частоты настройки измерительного резонатора относительно частоты настройки эталонного резонатора, т.еповышается стабильность работы спектрометра ЭПР при малых мощностях СВЧ в измерительном резонаторе и больших амплитудах модуляции магнитного поля.Использование предлагаемого изоб- . ретения особенно эффективно при проектировании мапогабаритных спектрометров ЭПР, где неизбежны температурные градиенты.формула изобретенияСпектрометр электронного парамагнитного резонанса, содержащий генератор сверхвысоких частот, стабилизированный эталонным резонатором, имеющим устройство коррекции частоты, измерительный резонатор с петлей модуляции магнитного поля и ампулой: для образца, причем эталонный и измерительный резонаторы выполнены в виде единого блока, имеют одинаковую форму и размеры, изготовлены из одного материала, циркулятор, соединенный, с генератором СВЧ, измерительным резонатором и блоком регистрации сигнала ЭПР, модулятор магнитного поля, связанный с петлей модуляции измерительного резонатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности работы сцектрометра при малых мощностях в измерительном резонаторе, в эталонный резонатор введен нагреватель, соединенный с мрдулятором магнитного поля, выполненный идентично петле модуляции магнитного поля в измерительном резонаторе.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Марон Р.С Позняк А.Я. и Шушкевич С.С. Аппаратура для исследования электронного парамагнитного ре- . зонанса, Л., Энергия, 19 б 8, с. 46-84.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2579925,кл.6 01 0 27/78, 1978 (прототип) .В 73079 Составитель В. Покатилктор П. Коссей Техред Ж.Кастелевич Коррек Демчик каз 9020/67 ВНИпи оно нлнал ППП фПатентф, г, Уагород, ул. Проектна Тираа ПИ Государ о делам иэ 35, Москва 910 венногобретенийЗ Р оватета СССР открытийуаская наб., д. 4/