Способ усиления сигналов ядерного квадрупольного резонанса

"1 16 Ц 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ НИ 2(57) Изобретение относится к радиоспектроскопии, Сущность изобретения: на вещество, содержащее квадрупольные ядра с многоуровневым неэквидистантным энергетическим спектром, воздействуют сериями радиочастотных импульсов с частотами . заполнения, равными частотам двух соседних переходов, и дополнительным полем на частоте, равной сумме частот двух соседних переходов, причем радиочастотный импульс или импульсы дополнительного поля подают до подачи радиочастотных импульсов на двух соседних переходах, а усиленные сигналы эха наблюдают на частотах возбуждаемых переходов, При селективном усилении последним по времени подают радиочастотный импульс на том соседнем переходе, на котором необходимо получить усиление, 1 з.п.ф-лы, 5 ил., 1 табл. Известен также способ усиления сигналов ЯКР, включающий воздействие на вещество, содержащее .квадрупольные ядра смногоуровневым неэквидистантным энергетическимспектром, сериями радиочастотных импульсов с частотами заполнения,равными частотам двух соседних перехо-.;дов, и регистрацию сигналов эха на этихпереходах, При изменении параметров импульса (или импульсов) на одном переходе,на другом, соседнем, переходе происходитусиление (увеличение амплитуды в 3 раза)сигналов эха,Однако данный способ усиления сигналов ЯКР имеет также малый коэффициентусиления.Цель. изобре коэффициента усилен тения - повышениеия. н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Пермский государственный университет им.:А.М.Горького(56) АЬаи 1 роззоЬИИу ргооцсбоп оЮ зо 11 б Я 1 аге МАЗЕЙ Фог гадо 1 гецоепсу гецоп. Зоцгп,Рпуз.Яос.1 арап, 1957, Ф 12, р,1053,Айнбиндер Н.Е. Усиление и модуляция квадрупольного эха при двухчастотном воздействии. Радиофизика, 1979, Т.ХИ, ЬВ 11, с,1403-1405.(54) СПОСОБ УСИЛЕНИЯ СИГНАЛОВ ЯДЕРНОГО КВАДРУПОЛЬНОГО РЕЗО- НАНСА Изобретение относится к радиоспектроскопии и квантовой радиофизике и можетбыть использовано при изучении структурыхимических соединений.Известен способ усиления ядерногоквадрупольного резонанса (ЯКР), включающий воздействие на вещество, содержащее. квадрупольные ядра с трехуровневым неэквидистантным энергетическим спектром,радиочастотным полем, с частотой, равнойсумме частот двух соседних переходов, ирегистрацию сигнала на одном из этих переходов,Однако основным недостатком данногоспособа усиления сигналов ЯКР являетсямалый коэффициент усиления (около еди 1746272 А 1Цель достигается тем, что согласно способу усиления сигналов ЯКР, включающему воздействие на вещество, содержащее квадрупольного ядра с многоуровневым неэквидистантным спектром, сериями радиочастотных импульсов с частотами заполнения, равными частот двух, соседних переходов, и регистрацию сигналов эха на этих переходах, на вещество воздействуют дополнительным радиочастотным полем на частоте, равной сумме частот двух соседних переходов, причем радиочастотный импульс или импульсы дополнительного поля подают до подачи радиочастотных импульсов на двух соседних переходах., а усиление сигналов эха наблюдают на частотах возбуждаемых переходов, При селективном усилении последним по времени подают радйочастотный импульс на том соседнем переходе, на котором необходимо получить усиление,На фиг.1-5 приведены импульсные и рограммы трехчастотного воздействия, и ри использовании которых наблюдается усиление сигналов эха.Рассмотрим возбуждение сигналов эха паимпульсной программе на фиг.1. Сначала подается РЧ-импульс с частотой заполнения йЪ+1,в, через время Х 1 (меньше времени поперечной релаксации Т 2) одновременно пара РЧ-импульсов с часто- таМИ ЗаПОЛНЕНИя им+1,в И йъ,в, а Чврвэ время х 2 (меньше времени продольной релаксации Т 1 еще пара РЧ-импульсов с этими же частотами заполнения,Амплитуды сигналов на всех переходах наблюдаются двух видов: обычной и увеличенной интенсивности.Амплитуды усиленных сигналов равны следующим величинам,На частоте йЪ+1,в: первый сигнал самплитудой Е( )в+1,в=2 х)в+1 в(А 1(хьуьх) к (1)Х аЬ+1,вЗ(П Вв+1,в(1-2 Х 1(1) наблюдается в момент времени 1"2 х 1, вторай СИГНаЛ С аМПЛИтудсй Е )в+1,вНабЛЮ- , дается в момент времени 1=2 х 1+ х 2, третий СИГНаЛ С аМПЛИтудОй Е( )в+1,вНабЛЮдавтСя(3)в момент времени четвертый сигнал с амплитудой Ев+1,в наблюдается в момент времени2 х 1+(1+)х 2,Вв+1,в - 1 пятый сигнал с амплитудой Е в+1,вна(5)блюдается в момент времени 1=2(х 1+ х 2).На ЧаСтстЕ Вв+1,в ПЕрВЫй СИГНаЛ С аМПлитудой5Е в+1,в(хв+1,в(В 1(ХЬУЬЕ) кх Ив+1,вхСОЗ Ва+1,в(1-Р+ " ) х 1 1 (г) 10 наблюдается в момент времени 1-(1+ " ) х 1Юп+1,в15ВтОрОй СИГНаЛ С аМПЛИтудОй Е( )в+1,в НабЛЮ(г)дается в момент времени 20 1=(1+ + ) х 1 + х 2,1 щ +1,в - 11746272 третий сигнал с амплитудой Е в,внаблюдается в момент времени А если РЧ-импульс последним по време- НИ ПОДаЕтСЯ На ЧаСтОтЕ йъ,в, тО УСИЛЕННЫЙ сигнал на этой частоте наблюдается в момент времени (фиг.б)ЧЕтВЕРтий СИГНаЛ С аМПЛИтУДОй Е( )в,вНаблюдается в момент времени На фиг.2 и 3 приведены импульсные .т (11 в+1,в - 1),10 программы, в которых РЧ-импульсов на чаСтатЕ Вв+1 вПО дВа, ПрИ таКИХ уСЛОВИяХ+ (1+ )Т 2. возбуждения также наблюдается усилениеЖв,в - 1 сигналов ЯКР, Программы на фиг.1-4 объединяет то, что сначала подают РЧ-импульспятый сигнал с амплитудой Е в,внаблю (или импульсы) на частоте им+1,в.1.дается в момент времени Примером вещества, с помощью которого можно осуществить усиление сигналов,может служить уисталлическое веществоМп,в - 1 ВСз (резонанс В 1, 1=9/2, д =0,58)20 В таблице приведены значениявозбужздесь ( х)в+1,в, (3 х)в+1,в, ( х)в,в.1 даемых и регистрируемых частот, которые- элементы матрицы оператора х в пред-, получаются при использовании этого вещеставлении квадрупольного гамильтониана ства (77 К).НО,АьВьС 1 - являются тригонометрически- По сравнению с известным способом, вми функциями угловых длительностей. ради котором коэффициент усиления сигналовочастотных импульсов. Появление этихЯКР равен 3 в предлагаемом способе увефункций связано с поведением матрицы личение коэффициента усиления получено вэволюции квадрупольной спин-системы пределах (19-30) 10 раз,во время поведения действия импульсов Предлагаемый способ усиления сигнаОв+1,вМв+1,в+И в,в. 30 лов ЯКР позволяет получить усиление сигнаВ способе получено увеличение ампли- лов ЯКР как на суммарной частоте, так и натУД СИГНаЛОВ ЭХа В Вв+1,вРаэ (ПО СРаВНЕ- ЧаСтОтаХ ДВУХ СОСЕДНИХ ПЕРЕХОДОВ.нию с обычными сигналами эха),Если после РЧ-импульса на суммарнойчастоте ав 1,вподать одновременно толь Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и яко одну пару РЧ-импульсов с частотами за. Способ усиления сигналов ядерногоПОЛНЕНИЯ Вв+1,в И Вв,в, буЕМ НабЛдатЬ КВадруПОЛЬНОГО рЕЗОНаНСа, ВКЛЮЧаЮщИйПЕРВЫЕ СИГНаЛЫ(Е в+1,в, Е .в+1,в, Е вв. ВОЗдЕйСтВИЕ На ВЕщЕСтВО, СОдЕржащЕЕ(1)111) на всех трех частотах (остальные не будут квадрупольные ядра с многоуровневым ненаблюдаться), 40 эквидистантным энергетическим спектром,АЕСЛИ РЧ-ИМПУЛЬСЫ С ЧаСтстаМИ Вв+1,в радИОЧаСтатНЫМИ ИМПуЛЬСаМИ С ЧаетстаМИи сов,в(соседних переходов) подавать не- заполнения, равными частотам двух соседодновременно(как на фиг.б), то в зависимо- них переходов, и регистрацию сигналов эхасти от времени: подачи РЧ-импульса будет на этих переходах, о т л и ч а ю щ и й с я тем,наблюдаться усиленный сигнал, В этом слу что, с целью повышения коэффициента усичае при трехчастотной воздействии на трех- ления, на вещество воздействуют по крайуровневую систему можно осуществлять ней мере одним дополнительнымселективное усиление сигналов. радиочастотным импульсом на частоте, равПричем усиление сигнала наблюдается ной сумме частот двух соседних переходов,на том соседнем переходе, на который по причем импульсы дополнительного поляследним по времени подают радиочастот- подают до подачи радиочастотных импульный импульс. сов на двух соседних переходах, а усиленЕсли РЧ-импульс последним по време- ные сигналы эха наблюдают на частотахНИ ПОдаЕтСя На ЧаСтатЕ дп+1,в, тО УСИЛЕН- ВОЗбуждаЕМЫХ ПЕрЕХОдОВ.ный сигнал на этой частоте наблюдается в 55 2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ямомент времени (фиг.5) тем, что, с целью селективного усиления,последним по времени подают радиочастотВЩ +1, в - 1НЫй ИМПУЛЬС На ПЕРЕХОДЕ УСИЛИВаЕМОГО СИГй)в + 1, внала..Н. Корол тор Н. Лазаренк оррект 39 Зак комитета по изобр Москва, Ж, Раув ВНИИП иэводственно-издательский комбина Ти ДврствЕнна 113035итель И. Ста М.Мор гента Подписноеениям и открытиям при ГКНкая наб 4/5 жгород, ул. Гагарина