Способ усиления сигналов ядерного квадрупольного резонанса

Способ усиления сигналов ядерного квадрупольного резонанса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I1) (si)s G 01 N 24/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4793961/25 (22) 22,02.90 (46) 07.07.92. Бюл. N. 25 (71) Пермский государственный университет им,.А.М.Горького (72) А.С;Ким (53) 539.143.43(088.8) (56) About роззоЬИИу production of solid

State MASER for radiofrequency region.

Journ.Phys.Soñ Jàðàï, 1957, N. 12, р.1053.

Айнбиндер Н.Е. Усиление и модуляция квадрупольного эха при двухчастотном воздействии. Радиофизика, 1979, Т.ХИ, N. 11, c,1403-1405. (54) СПОСОБ УСИЛЕНИЯ СИГНАЛОВ

ЯДЕРНОГО КВАДРУПОЛЬНОГО РЕЗОНАНСА

Изобретение относится к радиоспектроскопии и квантовой радиофизике и может быть использовано при изучении структуры химических соединений.

Известен способ усиления ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР), включающий воздействие на вещество, содержащее . квадрупольные ядра с трехуровневым неэквидистантным энергетическим спектром, радиочастотным полем, с частотой, равной сумме частот двух соседних переходов, и регистрацию сигнала на одном из этих переходов, Однако основным недостатком данного способа усиления сигналов ЯКР является малый коэффициент усиления (около единицы). (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 ра- Я диочастотный импульс на том соседнем пе реходе, 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 с многоуровневым неэквидистантным энергетическим спектром, сериями радиочастотных импульсов с частотами заполнения, равными частотам двух соседних перехо-.; дов, и регистрацию сигналов эха на этих переходах, При изменении параметров импульса (или импульсов) на одном переходе, на другом, соседнем, переходе происходит усиление (увеличение амплитуды в 3 раза) . сигналов эха, Однако данный способ усиления сигналов ЯКР имеет также малый коэффициент усиления.

Цель изобретения — повышение коэффициента усиления.

1746272.3

1=(1+ ) f1.

Nm, m — 1 (1+ Вп + 1. m 1) Х +

Ойп, m — 1

Цель 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

I 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 а +1,m-1, через время t1 (меньше времени поперечной релаксации Т2) одновременно пара РЧ-импульсов с частотаМИ ЗаПОЛНЕНИя В +1,m И Nm,m-1, а Чврвэ время х2 (меньше времени продольной релаксации T1) 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 ЧаСтстЕ Nm+Im-1: ПЕрВЫй СИГНаЛ С амплитудой

Е п+1, п-1=2(l x)m+I,m-1(A1(XI,yI,ZI) к (1)

Х В+1, -1»sin Nm+I,m-1{1-2 Х1 }) (1) наблюдается в момент времени t-2 t1, вторай СИГНаЛ С аМПЛИтудсй Е® +1,m-1 НабЛЮ, дается в момент времени t=2 t1+ t2, третий сигнал с амплитудой E() +1,m-1 наблюдается (з) в момент времени четвертый сигнал с амплитудой Е() +1,m-1 наблюдается в момент времени т-2 t1 +(1+ ) Х2, Nm+1, m — 1

ПятЫй СИГНаЛ С аМПЛИтудОй E m+I,,п-1 На(5) блюдается в момент времени t=2(t1 + х2).

На ЧаСтстЕ Nm+1, и ПЕрВЫй СИГНаЛ С аМПлитудой

Е в+1,m 2(l õ)в+1,m(81(xl,у!,zI) <

» Nm+1,m-1»СОЗ Nm+1,m(t-t(1+ + ) t1))) . (2) 10 наблюдается в момент времени (1+ а+1,%-1) Х, Nm+1,m

ВтОрОй СИГНаЛ С аМПЛИтудОй Е()и+1, п НабЛЮ(г) дается s момент времени

20 1=(1+ ) Х1 + Х2, 1+ щп +1.m-1 трЕтИй СИГНаЛ С аМПЛИтудОй Е() +1,п1 НабЛЮдается в момент времени

Мп +1, е — 1) Nm+1, m

+ (1+ ")t2, Nm +1,m

30 . четвеРтый сигнал с амплитУДой Е +1, п на(4) блюдается в момент времени

t=(1+ ) t1 +2Х2, 35 пятый сигнал с амплитудой Е(5)m+1,m наблюдается в момент времени

40. 1-(1+ )(Х1 +Х2 ).

Юп+1,m

На.ЧаСтатЕ В mm-1 первый сигнал с амплитудой

Е )в,m-1 2(l x)m,m-1(C1(xI,у1 zI)» (1)

Nm+1,m-1» COS Nm,m-1(1-((1+

50 наблюдается в момент времени

ВтОРОй СИГНаЛ С аМПЛИтУДОй Е(, п,гп-1 НабЛЮ(2) дается в момент времени

1746272 третий сигнал с амплитудой Р)„, -1 наблюдается в момент времени

А если РЧ-импульс последним по времеНИ ПОДаЕтСЯ На ЧаСтОтЕ rh,m-1, тО УСИЛЕННЫЙ сигнал на этой частоте наблюдается в момент времени (фиг.6) и ln ™ — ) 1+2 ö

Ип,m — 1 (1 +1 1)

Жт», m — 1

ЧЕтВЕРтий СИГНаЛ С аМПЛИтУДОй Е )п,п»-1 Наблюдается в момент времени

На фиг.2 и 3 приведены импульсные . ,=(1+ Щ +1 ° -1),1+ 10 программы, в которых РЧ-импульсов на чаСтатЕ Ш»п+1,m-1 ПО дВа. ПрИ таКИХ уСЛОВИяХ

+ (1+ )г2. возбуждения также наблюдается усиление „m — 1 сигналов ЯКР, Программы на фиг.1-4 объединяет то, что сначала подают РЧ-импульс

ПятЫй СИГНаЛ С аМПЛИтудОй Е@п»,m-1 НабЛЮ- 15 {ИЛИ ИМПУЛЬСЫ) На ЧаСтОтЕ Вп»+1,m-1 дается в момент времени Примером вещества, с помощью которого можно осуществить усиление сигналов, может служить уисталлическое вещество

Мп, m — 1 В!С!з (резонанс В, l=9/2, д =0,58)..

20 В таблице приведены значения возбужЗдесь (1 x)m+1,m-t (! x)m+1m> (t x)mm- 1 даемых и регистрируемых частот, которые — элементы матрицы оператора Ix в пред-. получаются при использовании этого вещеставлении квадрупольного гамильтониана ства (77 К).

Hg,Ai,В,С вЂ” являются тригонометрически- По сравнению с известным способом, в ми функциями угловых длительностей. ради- 25 котором коэффициент усиления сигналов очастотных импульсов. Появление этих ЯКР равен 3 в предлагаемом способе увефункций связано с поведением матрицы личение коэффициента усиления получено в эволюции квадрупольной спин-системы пределах (19-30) 10 раз, во время поведения действия импульсов Предлагаемый способ усиления сигнаМп+1,»п-1 М»п+1,m+® m,m-1. лов ЯКР позволяет получить усиление сигнаВ способе получено увеличение ампли- лов ЯКР как на суммарной частоте, так и на тУД СИГНаЛОВ ЭХа В 60m+1,m-1 Раэ (ПО СРаВНЕ- ЧаСтОтаХ ДВУХ СОСЕДНИХ ПЕРЕХОДОВ. нию с обычными сигналами эха), Если после РЧ-импульса на суммарной частоте ап»+1,п»-1 подать одновременно толь- 35 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ко одну пару РЧ-импульсов с частотами за- 1. Способ усиления сигналов ядерного

ПОЛНЕНИЯ Вп»+1,m И Вп»,m-1, будЕМ НабЛ» »датЬ КВадруПОЛЬНОГО рЕЗОНаНСа, ВКЛЮЧаЮщИй

ПЕРВЫЕ СИГНаЛЫ (Е m+1, -1, Е»п+1, Е и, и, ВОЗдЕйСтВИЕ На ВЕщЕСтВО, СОдЕржащЕЕ (1) 1) )

1) на всех трех частотах (остальные не будут квадрупольные ядра с многоуровневым ненаблюдаться), эквидистантным энергетическим спектром, А ЕСЛИ РЧ-ИМПУЛЬСЫ С ЧаСтстаМИ Вп»+1 и» радИОЧаСтатНЫМИ ИМПуЛЬСаМИ С ЧаетстаМИ и а»п,m-1 (соседних переходов) подавать не- заполнения, равными частотам двух соседодновременно (как на фиг.6), то в зависимо- них переходов, и регистрацию сигналов эха сти от времени: подачи РЧ-импульса будет на этих переходах, отличающийся тем, наблюдаться усиленный сигнал, В этом слу- 45 что, с целью повышения коэффициента усичае при трехчастотной воздействии на трех- ления, на вещество воздействуют по крайуровневую систему можно осуществлять ней мере одним дополнительным селективное усиление сигналов. радиочастотным импульсом на частоте, равПричем усиление сигнала наблюдается ной сумме частот двух соседних переходов, на том соседнем переходе, на который по- 50 причем импульсы дополнительного поля следним 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 частотах

НИ ПОдаЕтСя На ЧаСтатЕ Хоп+1,»п, тО УСИЛЕН- ВОЗбУжДаЕМЫХ ПЕРЕХОДОВ. ный си„ал на этоЙ частоте наблюдается в 55 2. Способ по п,1.0т лиц а ю щи йс Я момент времени (фиг.5) тем, что, с целью селективного усиления, последним по времени подают радиочастотный импульс на переходе усиливаемого curNm +1, и» нала.

1746272

1746272

1746212 МФт N3 1

g 1

Фс5

Составитель И. Старостенко

Редактор Н. Пазаренко Техред М.Мор гентал Корректор . H, Koponb

Заказ 2390 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101