Спектрометр электронного спинового эха

Спектрометр электронного спинового эха

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО СПИНОВОГО ЭХА, содержащий СВЧ тракт с СВЧ генератором и измерительным резонатором, вынесенным в зазор поляризующего магнита, генератор моду лирующих импульсов с катушками модуляции , расположенными в зазоре поляризующего магнита, генератор программ , включенный на генератор модулирующих импульсов, генератор стробимпульсов , управляемый от генератора программ, когерентный СВЧ детектор, установленный на выходе СВЧ тракта, широкополосный усилитель, расположенный после когерентного -СБЧ детектора , устройство выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь и многоканальный накопитель, включенные последовательно за широкополосным усилителем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения огибакяцей 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 § аналого-цифровой преобразователь подп ключены к пятиканальному цифровому {/Л регистратору со схемой сравнения чисел, выход -цифрового регистратораj передающий только наибольшее из | сравниваемых чисел, соединен с вхо- S дом многоканального накопителя/ пять, параллельных входов устройств выборки-хранения через генератор, стробимпульсов , коммутатор, аналого-цифро 1 вой преобразователь и пятиканальный 00 цифровой регистратор непосредственно подключены к генератору программ. ф О1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5D G 01 N 24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3498607/18-25 (22) 12 ° 10.82 (46) 15.02.84. Бюл. М 6 (72) И.З. Рутковский, A.Ä. Тарасевич, Г.Г. Федорук и А.С. якубов (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических. проблем им. акад. А.Н. Севченко (53) 621.317.4(088.8) (56) 1. Салихов К.М., Семенов А.Г., Цветков Ю.Д. Электронное спиновое эхо и его применение. Новосибирск, Наука, 1976, с, 66-94.

2. Федорук Г.Г. Кандидатская диссертация. Минск, 1981, с. 77/80 (прототип) . (54) (57) 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 поляризующего магнита, генератор программ, включенный на генератор модулирующих импульсов, генератор стробимпульсов, управляемый от генератора программ, когерентный СВЧ детектор, установленный на выходе СВЧ тракта, „.,зи„„цдка д 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 йс я 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 ф 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;стробимпульсов, коммутатор, аналого-цифро вой преобразователь и пятиканальный цифровой регистратор непосредственно подключены к генератору программ.

1073(«51

Изобретение относится к спектроскопии электронного парамагнитного резонанса и может быть использовано при изучении парамагнитных свойств

ВЕЩЕСТВBo

Известны слектрометры электронногс спинового эха, состоящие из СВЧ тракта с.источником возбуждающих

СВЧ импульсов, некогерентного СВЧ детектора, поляризующего магнита H устройства обработки и индикации 10 сигнала !. 1 ).

Основным недостатком этих спек;-рометров является наличие мертвого времени, в течение которого детектор перегружен и не может воспринимать полезный сигнал.

Наиболее близким к изобретению по технической су»«IHocTH является спектрометр спинового эха, содержащий СВЧ тракт с СВЧ генератором и измерительным резонатором., вынесенным в зазор поляризующего магнита, генератор модулиру10щих импульсов с катушками модуляции, раслоложеннь»ми в зазоре поляризующего магнита, генератор программ, включенный на генератор модулирующих импульсов, генератор строб-импульсов, управляемый оТ гeHepBTopB прОГрамм« кОГерентньlй

СВЧ детектор, установленный на выхоJ;e СВЧ тракта, широкополосный усилитель, рас IOJco>",енный после когерент». о:-o CHЧ детектора, устройство выборки — хранeHHp. аналОГΠ— ц»1фоовой пг«е

Образова.гель и и огоканаль»«ый HB к Опитель, Вкгночен« ые 1;оследоватяль- «3

Ho 3 B ши Ок Ополосным ус»!лHTe еМ измеритель ным 361н ес ii.iным в 3 а3 Ор по ляризу«0;-<яго маг: лта pe3(:HBToðo»i, де .. яхт,. поляриз ующий::Bl" нит, illHpo

1(ОЛОJIОСiiь!й УСИЛИТCЛЬ; ГЯHЕратор ?!1л i Q г! уль сов; г1 Одк лючян ньlй к модул ;«?ион»!ы катушкам и обеспечивающий импульс нoe изменение поля«ризующего магнитного поле в месте рас —,Оложения образца, Tt«oG преобр .3

„-е» срато«за с;"рпб -импульсов и устройства ьь бор:.(»и<-х.:;анения <УЗХ), на— лого" L»!épo5oi: преоб раз Ова тель, .";:. -- ОГО канальп«ый накол:- тель . венера Ор п РОГ РЯ.»: б; 2

50 р;.1т<зль1-;ый резонатор; генератор модулирующих импульсов 4 с катушками модуляции 5, расположенными в зазоре пол яриз у.0щяго магнита в области измер..lтяль«-.or О резонатора «Генератор

lIpor рамм 6, управляющий генератором моду!<и! ующих импульсов, и генератор строб-импульсов /« управляемый от генератора грограмм; когерентный

ВЧ д:Tel(Top В, установленный на выходе Волноводного СВЧ тракта, широк ополоснь«й усилитель 9, расположенный после когерентного СВЧ детектора, лять идентичнь«х между собой устройств выборки-хранения 10 — 14, включенДа;ii- й;.:Пектро: =-Tp Обес le= "BBЯт

-I(o ерентнс: —:. дятек > иро1;а -IHe сиГнала и

»(е 11»(еят мертвого времени, что позволяе i. «лучшить врe»1eннc= eразряшя ние „

ВОЗбуж (ающих импульсО«з „.Кроме- ТОГО,. максимум сHI нала спиновОГО =-ха начиг « н а Ят з ав ис еть o T параметров возбуждач>щ?:х импульсов и ля всегда находится »;В расс "oHнии: Оавнсм расстоянию между возбуждающими л1.11<ульсами. Ври ре HOTpBI«»I»I ОГибающей сих на лОЬ» эха з те прив Одит к иск BÁBHиям;

Цель изобретения — повышение точности измерения огибающей сигналов спинового эха.

Укаэанная цель достигается тем, что в спектромятр 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 поляри1зующего 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 и многоканальный накопитель, включенные последовательно за широкололосньм усилителем, дополнительно вводят после 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 сс схемой сравнения чисел, ;..ыход цифрового регистратора, передающий толь:o HBHcoJ!biee из сравниваемых чисел, соединен с входом много:(анальногo накопителя; пять параллельных входов устройств выборкихранения через генератор строб-импульсов, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и пятиканальный ци<0ровой регHCTpBTор непосредственно подключены к генератору программ.

:.(а чертеже представлена блок-схема сг<ектромятра.

lie«a ромятр электронного спиновогс эха содержит волноводнь-й СВЧ трак:; 3 с СВЧ генератором„ работаю0.1!м в няпрерыВнОм режиме Гянерацииу и»13:!åðèòeë6HûII резонатор 2 c исследуемь<м образцом,. г:оляризующий магит з,, в зазор которого вынесен изме

1073651 ных параллельно на выходе широкополосного усилителя и программируемых генератором строб-импульсов,KoMмутатор 15, установленный на выходе пяти устройств выборки-хранения и управляемый генератором программ, аналого-цифровой преобразователь 1.6, включенный на выходе коммутатора и также управляемый генератором программ, пятиканальный цифровой регистратор со схемой сравнения чисел 17, управляемый генератором программ и соединяющий выход аналого-цифрового преобразователя со входом многоканального накопителя 18 °

Спектрометр работает следующим 15 образом.

Непрерывное СВЧ излучение из СВЧ тракта 1 подводят к исследуемому образцу, помещенному в измерительный резонатор ? и в постоянное магнитное поле поляризующего магнита.3.

С генератора модулирующих импульсов 4 на катушки модуляции 5 поступают импульсы тока, приводящие к изменению величины поляризующего магнитного тока в месте расположения исследуемого образца. Величину постоянного поляризующего магнитного поля и амплитуды импульоов выбирают такими, чтобы резонансные условия для парамагнитного образца выполнялись только во время действия импульсов.

Генератор программ 6 задает длительность импульсов, временной интервал между ними, их количество, а также время включения генератора строб-импульсов 7 и интервалы между строб-импульсами.

Сигнал эха после СВЧ детектора 8 усиливается широкополосным усилите- 40 лем 9. Затем сигнал поступает на входы устройств выборки-хранения

10-14. Ио команде генератора программ

6 .генератор строб-импульсов 7 выдает последовательную серию из пяти стробимпульсов, которые включают УФХ 1014 ° JJBX запоминают мгновенные значения сигнала эха в области его максимального значения. Выходы УВХ через коммутатор 15 по командам генератора программ 6 последовательно подключаются ко входу аналого-цифрового преобразователя 16. Оцифрованные сигналы поступают в пятиканальный цифровой регистратор со схемой сравнения чисел 17 и запоминаются.

Генератор программ задает количество усреднений, необходимых для получения требуемого отношения сигналу шум. Далее полученные числа поступают на схему сравнения, где из них выбирается наиьольшее. Данное значение заносится в память многоканального -.накопителя 18.

После этого автоматически изменяется интервал между возбуждающими импульсами, а также время включения генератора строб-импульсов. Процесс регистрации амплитуды сигнала эха повторяется. Полученное максимальное значение заносится в следующую ячейку памяти многоканального накопителя 18. Таким образом, в память многоканального накопителя 18 заносится зависимость максимума амплитуды сигнала эха от временного интервала между возбуждающими импульсами. С выхода многоканального накопителя огибающая сигнала эха подается на отображающее устройство или в ЭВМ для дальнейшей обработки.

Применение предложенного спектрометра электронного спинового эха позволяет уменьшить искажения при регистрации огибающей сигналов эха и с ьольшей точностью проводить изучение динамических и структурных характеристик спиновых систем, в особенности при использовании модуляционных эффектов спинового эха.

Тираж 823, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 320/42

Составитель В. Чибрикин

Редактор С. Тимохина ТехредЛ.Мартяшова Корректор А. Зимокосов

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4