Спектрометр электронного парамагнитного резонанса

0 ПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскийСоциалистическийРеслублии 11911269(61) Дополнительное к авт. свид-ву (е 750353 (22) Заявлено 040680 (21) 2933786/18-25 УМ К з 6 01 В 24/10 с присоединением заявки Мо Государствеиный комитет.СССР по делам изобретеииФ и открытийДата опубликования описания 07,03.82(54) СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГОРЕЗОНАНСА Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может использоваться в приборостроительной промышленности при изготовлении спектрометров ЭПР.По основному авт. св. Р 750353 известен спектрометр ЭПР, содержа" щий устройство для получения постоянного магнитного поля, источник переменного тока модуляции магнитного поля, генератор и приемник мощности сверхвысоких частот (СВЧ), измерительный прямоугольный одноволновой резонатор с внутренним элементом модуляции в виде двух металлических стержней, образующих контур с выводами для подключения к источнику тока модуляции, причем стержни имеют в своих центральных частях утолщения и закреплены на расстоянии четверти длины резонатора по обе стороны от его центра. Такое устройство спект-. рометра ЭПР обеспечивает повышение чувствительности при исследовании объемных образцов с диэлектрическими потерями в широком диапазоне частот модуляции (1,Однако измерительный резонатор имеет небольшой объем для размещения исследуемого образца, поскольку поперечные размеры прямоугольного резонатора ограничены, а однородное поле модуляции, создаваемое одиночной петлей, и магнитное поле СВЧ сосредоточены в ограниченной части рабочего объема, что затрудняет измерение спектров ЭПР крупных образцов, размещение элементов регулирования температуры образца и т. п.Цель изобретения - увеличениерабочего объема.Поставленная цель достигаетсятем, что в спектрометр дополнительно введены обойма из диэлектрика, установленная коаксиально внутри корпуса резонатора спектрометра, и модулирующие стержни, закреплен- ные в обойме иэ диэлектрика своими утолщенными частями и образующие контур, причем количество дополнительных модулирующих стержней равно 2 п, где и = 1, 2, 3На фиг. 1 схематически показанизмерительный резонатор в разрезе, 25 вид сверху; на фиг. 2 - то же, видсбоку; на фиг. 3 - схема соедине" ний модулирующих стержней на торцевых стенках резонатора.Измерительный резонатор содержит 30 шесть модулирующих стержней 1 " бс утолщениями в их центральной части с изолированными от корпуса выводами, корпус 7 резонатора с отверстием 8 связи; торцовые стенки 9 и 10 резонатора с отверстием 11 для ввода исследуемого образца 12; стягивающие болты 13, обойму 14 из диэлектрика в виде кольца с отверстиями по.его периметру.Шесть изолированных от торцовых стенок 9 и 10 корпуса 7 резонатора модулирующих стержней 1 - б своими утолщенными частями закреплены в обойме 14 из диэлектрика в отверс" тиях. Обойма 14 из диэлектрика коаксиально расположена относительно цилиндрического корпуса .7 резонатора и охватывает исследуемый образец 12.Иодулирующие стержни соединены между собой так, что образуют трехвитковый контур с выводами для подключения к источнику тока модуляции, Пропуская переменный ток модуляции через контур, образованный стержнями 1 " б, в месте расположения образца 12, можно получить магнитное . поле, изменяющееся с частотой модуляции. Поскольку снабженные утолщениями мор 1 улирующие стержни 1 - б массивны и жестко закреплены в резонаторе с помощью диэлектрической обоймы 14 на торцевых стенках 9 - 10, возможная вибрация их внутри резонатора в сильном постоянном магнитном поле спектрометра сведена к минимуму в широком диапазоне частот и амплитуд модуляции. Тем самымуменьшена паразитная нестабильность рабочих параметров СВЧ"резонатора и.появление ложного сигнала (помехи) в приемнике СВЧ, чТо в конечном счете обесйечивает высокую чувстви" тельность спектрометра в широкомдиапазоне частот модуляции.Вместе с тем утолщение части стержней 1 - б расположены в . диэлектрической обойме 14 в месте мак" симального сосредоточения электрической компоненты поля СВЧ цилиндрического резонатора с волной, близкой по типу к Но. Обойма 14 Йз диэлектрика при этом не только обеспечивает механическую жесткость модулирукпцего элемента, но и преимущественную концентрацию электрического поля СВЧ между соседними утол щенными частями стержней 1 - б прИнимальной емкости их относительн корпуса резОнатора, Благодаря этому, в объеме цилиндрического резонатора образуются сосредоточенныеемкости, в них происходит заметнаяконцентрация электрического поля, вытеснение его из места расположения5 исследуемого образца 12, т. е. израбочей части объема резонатора,вследствие чего в рабочей части повышается пространственная однородностьраспределения магнитной компоненты10 СВЧ. Это способствует уменьшению неоеэонансного поглощения мощностиСВЧ в исследуемых образцах с диэлектрическими потерями и повышению чувствительности спектрометра ЗПР,15 Конструкция цилиндрического резонатора с указанной Формой и размещением модулирующего элемента обеспечивает однородное и симметричноераспределение магнитного поля СВЧ20 и поля модуляции в большей частирабочего объема резонатора, что является существенным при исследованиикрупных образцов с диэлектрическимийотерями.Для предлагаемой конструкции измерительного резонатора характерноуменьшение внешних размеров, .повышение реального коэффициента заполнения и увеличение широкополостностиТаким образом, применение изобретения обеспечивает увеличение рабочего объема при регистрации спектров ЭПР объемных образцов с диэлектрическими потерями в широком диапазоне модуляции магнитного поля. формула изобретения40 Спектрометр электронного парамагнитного резонанса по авт. свР 750353, о т л и ч а ю щ и, й с ятем, что, с целью увеличения рабочего объема, дополнительно введены 45,обойма иэ диэлектрика, установленная коаксиально внутри корпуса резонатора спектрометра, и модулирующиестержни, закрепленные в обойме издиэлектрика своими утолщенными час тями и образующие контур, причем количество дополнительных модулирующих стержней равно 2 п, где и= 1,2, 3Источники информации,принятые во внимание при эксйертизе1. Авторское свидетельство СССР9 750353, кл. С 01 И 27/78, 1980.911269 Составитель В.ПокатиловЮрковецкая Техред А.Бабинец КорректОр й.Язятко Редак Заказ 1109/28Тираж 883ВНИИПИ Государственного койо делам изобретений.и113035, Москва, Ж, Рауюск Подписноемитета СССРткрытийя наб., д, 4/5 филиал ППП Патентф, г. ужгород, ул. Проектн