Спектрометр спинового эха

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 905757(23) Приоритет Ъеударстеенный комитет делам изобретений Опубл икованинградский ордена институт им. В, И.) Заяв 54) СПЕКТРОМЕТР СПИНОВОГО ЭХ орого соединен с резонатором выход - через СВЧ усилитель игнала эх ового дет соединен через фазоврашатель и аттатор с выходом задающего генератоа выход - со входом стробируемого тегратора, а также блок программ, сое-диненный первым выходом со входом мо- О.дулятора, подключенного к ЛБВ, и вторымвыходом - со вторым входом стробируемого интегратора, выход которого подключен к регистратору 21Данный спектрометр обладает сущест 15венным недостатком - необходимостьюбольшого усиления СВЧ колебаний и формирования мощных коротких когерентиыхСВЧ импульсов. Решение этой технической задачи с использованием современных твердотелых элементов и интегральных микросхем представляется затруднительным, а использование вакуумных прйборов (ЛБВ) связано с необходимостьюпримен я мощных источников питания ГИзобретение относится к радиотехнике и экспериментальной физике и может быть использовано в магнитной радиоспектроскопии, при разработке импульсных методов исследований ядерного и электронного парамагнитного резонансов, основу которых составляют явления спинового эха, при проведении лабораторных и производственных анализов различных образцов веществ.Известен спектрометр спинового эха, содержащий резонатор с исследуемым веществом, магнетрон, возбуждающий сверх- высокочастотные (СВЧ) колебания в резонаторе, и стробируемый интегратор И.Недостатком известного спектрометра является некогерентное детектирование сигнала эха и, следовательно, его низкая чувствительность.Наиболее близким техническим решением к изобретению является спектрометр спинового эха, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, СВЧ усилитель, импульсную лампу бегущей волны (ЛБВ) и пиркулятор, первый выизмерительным входом фара, опорный вход которогоСпектрометр содержит последовательно соединенные блок программ 1, моду лятор 2, задающий генератор 3, первый СВЧ ключ 4, циркулятор 5, соединенный первым выходом с резонатором 6, содержащим образец, и вторым выходом с СВЧ усилителем сигналов эха 7, выход которого соединен с коррелятором 8, подключенным к стробируемому интегратору 9, задающий генератор соединен со входом коррелятора 8 через аттенюатор 10 и второй СВЧ ипоч 11. Бпок программ 1 соединен вторым входом со стробируемым интегратором, третьим выходом - с первым СВЧ ключом 4, четвертым выходом - с СВЧ усилителем 45 55 и приводит к значительному увеличению,габаритов и веса устройства, а такжес высокими требованиями, накладываемыми на СВЧ импульсы,Цель изобретения - повышение падежности работы спектрометрв за счет снижения требований, накладываемых наСВЧ импульсы.Поставленная цель достигается тем,что в спектрометр спинового эха, содержащий задающий генератор, циркулягор, первый выход которого соединен срезонатором, а второй выход - с СВЧусилителем сигнала эха, модулятор, стро.бируемый интегратор, регистратор, блок 15программ, соединенный первым выходомсо входом модулятора и вторым выходом - с первым входом стробируемогоинтегратора, выход которого подключенк регистратору, и аттенюатор, подключенный к первому выходу задающего генератора, дополнительно введены два СВЧключа и коррелятор, причем выход модулятора подключен ко входу задающегогенератора, второй выход которого подключен через первый СВЧ юпоч к циркулятору, первый вход коррелятора подключен к выходу СВЧ усилителя сигналаэха, второй вход коррелятора подключенчерез второй СВЧ ключ к вьиоду аттенюаторв, в его выход - ко второму входу стробируемого интегратора, блок программ подключен третьим выходом ковторому входу первого СВЧ ключа, четвертым выходом - ко второму входу 35СВЧ усилителя сигнала эха и пятым выходом - ко второму входу второго СВЧключа.На фиг, 1 представлена блок-схемвспектрометра; на фиг, 2 - блок-схема 0коррелятора; нв фиг. 3-5 - эпюры напрях:яй, нолучаеьжх с выходов. сигнала эха 7 и пятым выходом - говторым СИЧ ключом 11, а ыхоп стробируемого интегратора Г) подключен крегистратору 12. В качестве корроляторлможет быть использовано, например,устройство (см, фиг. 2), состоящее издвух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные пере- ,множитель 13 и интегратор 14, подключенные к сумматору 15, причем сигналы эха подаются к первому входу коррелятора 17, а второй сигнал - с выхода,второго СВЧ ключа ко второму входу 18и к перемножителю первого канала, ичерез фазовращатель 16 - ко второмувходу перемножителя второго канала коррелятора.Устройство работает следующим образом,Блок программ 1 в момент временит О создает видеоимпульс длительностью Г, который, воздействуя на первыйСВЧ ключ 4, открывает (на время)СВЧ тракт и одновременно, воздействуяна модулятор 2, формирует в нем сложную кодовую посылку импульсов или линейно изменяющееся напряжение, котороевоздействуя на задающий генератор 3,;создает в нем сложные посылки СВЧимпульсов или СВЧ рвдиоимпульсов слинейной частотной модуляцией (ЛЧМ),Таких радиоимпульсов может быть трипри исследовании сигналов эхв ло трехимпульсной методике Хана (фиг. 3) илидва радиоимпульса при двухимпульснойметодике соответственно, Сложная посылка СВЧ импульсов или радиоимпульсов с ЛЧМ через первый СВЧ ключ 4и циркулятор 5 воздействует на резонатор 6, содержащий образец. В резонаторе 6 под влиянием импульсов возбуждения формируется сигнал эха, характеристики которого с малой погрешностьюсовпадают с характеристиками импульсоввозбуждения. Сигнал эха полностью сохраняет фазовую структуру сигнала возбуждения, при этом с выхода резонатора6 сигнал эха через циркулятор 5 подается на вход СВЧ усилителя сигналовэха 7, открываемый на время воздействия сигнала эха импульсом, снимаемымс выхода блока программ 1. Сигнал эхаФс выхода СВЧ усилителя сигнала эха 7поступает на первый вход коррелятора8. Одновременно с вьиода блока программ 1 импульс, длительностью 1,действует нв модулятор 2, а сформиро.ванные в модуляторе 2 кодовая посылкаили линейно изменяющееся напряжение905757 авитель В, Майоршииед М. Тенер Корректор ошко дактор Л. П Закаэ 35 фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная или 1 Тираж 882НИИПИ Государственногопо делам иэобретени13035, Москва, Ж,яписноеСССРтнйиаб., д. 4/5