Спектрометр электронного спинового эха

(50 С 01 И 24 л. М ЭЛЕКТРОННОГО ащий СВЧ тракт змерительным ым в зазор по- генератор моду- катушками моду- в зазоре полянератор прогенератор модуенератор стробй от генератора СВЧ детектор, де СВЧ тракта,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) СПЕКТРОМЕТР СПИНОВОГО ЭХА, содер с СВЧ генератором и резонатором, вынесен ляризующего магнита, лирующих импульсов с ляции, расположенным ризующего магнита, г рамм, включенный на лирующих импульсов, импульсов, управляемы программ, когерентны установленный на вых широкополосный усилитель, расположенный после когерентного СВЧ детектора, устройство выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь и многоканальный накопитель, включенные последовательно за широкополосным усилителем, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения точности измерения огибающей сигналов спинового эха, в спектрометр после широкополосного усилителя параллельно с основным устройством выборки-хранения дополнительно введены четыре ему идентичных устройства выборки-хранения, выходы всех пяти устройств через дополнительно введенный коммутатор, а затем через Я аналого-цифровой преобразователь под ключены к пятиканальному цифровому регистратору со схемой сравнения чисел, выход цифрового регистратора С передающий только наибольшее из сравниваемых чисел, соединен с входом многоканального накопителя, пять параллельных входов устройств выборки-хранения через генератор, строб- импульсов, коммутатор, аналого-цифро вой преобразователь и пятиканальный цифровой регистратор непосредственно подключены к генератору программ.107351 Изобретение относится к спектроскопии электронного парамагнитногорезонанса и может быть использованопри изучении парамагнитных свойстввещества.Известны спектрометры электронногс спинового эха, состоящие из СВЧтракта с.источником возбуждающихСВЧ импульсов, некогерентного СВЧдетектора, поляризующего магнита иустройства обработки и индикации 10сигнала .11.Основным недостатком этих спектрометров является наличие мертвоговремени, в течение которого детектор перегружен и не может воспринимать полезный сигнал,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяспектрометр спинового эха, содержащий СВЧ тракт с СВЧ генератором иизмерительным резонатором., вынесеннымв зазор поляризующего магнита, генератор модулирующих импульсов с катушками модуляции, расположеннымив зазоре поляризующего магнита, генератор программ, включенный на генератор модулирующих импульсов, генератор строб-импульсов, управляемыйот генератора программ,. когерентныйСВЧ детектор, установленный на выходе СВЧ тракта, широкополосный усилитель, располо.;енный после когерентного СВЧ детектора, устройство Выборкихранения аналого-ц 1 Фровой пгеебразователь и многоканальный на-.1 опитель, Включеные 1;оследовательНО За ШИРОКОПОЛОСНЫМ УС 1 ЛИТЕгЕМизмеритель ным Вын ест.и нь 1 м В 3 аз Ор поляризуюю те. о маг 1 И Га ээ с 1.",торОмдеэктор,. поляризующий магнит, широ 1 ополоыЙ усилитсль р Ген ера,Ор м-:дГУЛЬСОБ; ГОДКЛЮЧЕННЫЙ К МОДУЛ ИОННЫкатушкам и обеспечивающий импульсноеизменение поляризующего магнитногополе в месте расположения образца,стг 1 об-преобразователь, состоящий изГенератора строб -11 мгульсов и устройства Выборки-х:анения УВХ), ана -лого" ц 1 Фровой преобразователь м 11 ОГОканаяьпый акоп Тель "1 .-. енераторпре)гра.мО Р;гтЕЛЬ 1;Ый РЕЗОНатОР; ГЕНЕРатОР МОДУ- лирующих импульсов 4 с катушками модуляции 5, расположенными в зазоре поляризующего магнита в области из- мерительнОГО резонатора, Генератор про.;рамм 6, управляющий генератором модули ующих импульсов, и генератор строб-импульсоВУправляемый От ГЕНЕРаТОРа гРОГРаММ; КОГЕРЕНтНЫй ВЧ детектор 6, установленный на Выходе Болноводного СВЧ тракта, широк ополосньй усилитель 9, расположенный после когерентного СВЧ детектора,пять идентичньх между собой устройств выборки-хранения 10 - 14, включен,Цан"-й "пектро зтр обеспе=ивает .Ко, рентное детектирование ситнала ине имеет мертвого Бремени, что позволяет улучшить Брзмен; в ".с= разреше ние Однако при увеличени временноГо разреше я Возрастают требования к . О 1 нос, и 11 рив Яз ки стрОби 11 ющих и БОзбужцающих импульсов .КОсм ТОГО,. МВКСИМУМ СИГНаа СПИНОВОГО :Ха НаЧИ-г нает зависеть от параметров Возбуж- С дачщих импульсов и:1 е всегда находится на расстоянии,. Оавнсм расстоянию между возбуждающими И 11 гУльсами. Ври рЕГИстрац 1 и ОГибающей сигн алоэ эха этс приводит к искажениям,. Цель изобретения - повышение точности измерения огибающей сигналов спинового эха.Указанная цель достигается тем, что в спектрометр электронного спинового эха, содержащий СВЧ тракт с СВЧ генератором и измерительным .резонатором, вынесенным в зазор поляризующего магнита; генератор модулирующих импульсов с катушками модуляции, расположенными в зазоре поляри 1 зующего магнита; генератор программ, включенный на генератор модулирующих импульсов; генератор строб-импульсов, управляемый от генератора программ, когерентный СВЧ детектор, установленный на выходе СВЧ тракта,широкополосный усилитель, расположенный после когерентного СВЧ детектора, устройство выборки-хранения,аналого-циФровой преобразователь имногоканальный накопитель, включенные последовательно за широкополосньм усилителем, дополнительно вводятпосле широкополосного усилителя параллельно с основным устройством выборки-хранения еще четыре ему идентичных устройства выборки-хранения,выходы Всех пяти устройств выборкихранения через дополнительно введенный коммутатор, а затем через аналого-цифровой преобразователь подключены к пятиканальному цифровому регистратору со схемой сравнения чисел,Выход циФрового регистратора, передающий только наибольшее из сравниваемых чисел, соединен с входом много:анального накопителя; пять параллельных входов устройств выборки- хранения через генератор строб-импульсов, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и пятиканальный циФровой регистратор непосредственно подключены к генератору программ.На чертеже представлена блок-схема сг:ектрометра."пектрометр электронного спиновоГс эха содержит Волноводньй СВЧ тракт 1 с СВЧ генератором работаюБ 1 м В не прерыВ н Ом режиме Г ен ерации у и 1 З 1 ерительны 1 резонатор 2 с исследуемыгм образцом,. г:оляризующий магит 3 В зазор ко.орого Вынесен изменых параллельно на выходе широкополосного усилителя и программируемых генератором строб-импульсов,коммутатор 15, установленный на выходепяти устройств выборки-хранения иуправляемый генератором программ,аналого-цифровой преобразователь 16,включенный на выходе коммутатора итакже управляемый генератором программ, пятиканальный цифровой регистратор со схемой сравнения чисел 17,управляемый генератором программи соединяющий выход аналого-цифрового преобразователя со входом многоканального накопителя 18Спектрометр работает следующим 15образом.Непрерывное СВЧ излучение из СВЧтракта 1 подводят к исследуемому образцу, помещенному в измерительныйрезонатори в постоянное магнитноеполе поляризующего магнита.З.С генератора модулирующих импульсов 4 на катушки модуляции 5 поступают импульсы тока, приводящие к изменению величины поляризующего магнитного тока в месте расположенияисследуемого образца. Величину постоянного поляризующего магнитногополя и амплитуды импульсов выбираюттакими, чтобы резонансные условиядля парамагнитного образца выполнялись только во время действия импульсов,Генератор программ 6 задает длительность импульсов, временной интервал между ними, их количество, атакже время включения генераторастроб-импульсов 7 и интервалы междустроб-импульсами.Сигнал эха после СВЧ детектора 8усиливается широкополосным усилителем 9. Затем сигнал поступает навходы устройств выборки-хранения10-14. По команде генератора программб,генератор строб-импульсов 7 выдает последовательную серию из пяти стробимпульсов, которые включают УФХ 1014, УВХ запоминают мгновенные значения сигнала эха в области егомаксимального значения. Выходы УВХчерез коммутатор 15 по командам генератора программ 6 последовательноподключаются ко входу аналого-цифрового преобразователя 16. Оцифрованные сигналы поступают в пятиканальный цифровой регистратор со схемойсравнения чисел 17 и запоминаются,Генератор программ задает количество усреднений, необходимых для получения требуемого отношения сигнал/шум. Далее полученные числа поступают на схему сравнения, где из нихвыбирается наибольшее. Данное значение заносится в память многоканального :накопителя 18.После этого автоматически изменяется интервал между возбуждающимиимпульсами, а также время включениягенератора строб-импульсов, Процессрегистрации амплитуды сигнала эхаповторяется. Полученное максимальноезначение заносится в следующую ячейку памяти многоканального накопителя 18. Таким образом, в память многоканального накопителя 18 заносится зависимость максимума амплитудысигнала эха от временного интерваламежду возбуждающими импульсами, Свыхода многоканального накопителяогибающая сигнала эха подается наотображающее устройство или в ЭВМдля дальнейшей обработки,Применение предложенного спектрометра электронного спинового эхапозволяет уменьшить искажения прирегистрации огибающей сигналов эхаи с большей точностью проводитьизучение динамических и структурныххарактеристик спиновых систем, вособенности при использовании модуляционных эффектов спинового эха,1073 Я 51 Составитель В. Чибрикинимохина ТехредЛ.Мартяшова Корректор А, Зимокос дакт Заказ 320/42 илиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 823 ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Ж 35Подписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д, 4/5