DE1106366B

DE1106366B - Spin-Echo-Informationsspeicher

Info

Publication number: DE1106366B
Application number: DEI16964A
Authority: DE
Inventors: Peter Pitirimordich Sorokin; William Vick Smith
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1958-12-15
Filing date: 1959-09-12
Publication date: 1961-05-10
Also published as: US3072890A; FR1245604A; GB900229A; NL242761A

Description

feldes erneut in die ursprüngliche Ausrichtung ge- 9

drängt werden, um dieses Feld herum nach der Art

eines schräggestellten Kreisels. Darauf wird das zum Gleichfeld einem Hochfrequenzfeld gleicher Rich-Material einem anderen Hochfrequenzfeld bzw. einem tung ausgesetzt wird, besteht die Erfindung darin, daß »Erinnerungs«-Impuls ausgesetzt, das die Richtung 30 das Spin-Material in einen Resonator verteilter Parades Hauptfeldes hat. Nach einer Ruheperiode bildet meter, dessen Resonanzfrequenz im Bereich der Elekdas Material spontan ein eigenes magnetisches Feld tronenlarmorfrequenz liegt, mit einer Güte Q, die normal zur Richtung des Hauptfeldes, das sich um relativ klein ist, vorzugsweise 100 und weniger, eindessen Richtung dreht. Die Stärke dieses rotierenden gebracht wird und daß der Resonator so konstruiert Feldes steigert sich auf einen Maximalwert, klingt 35 ist bzw. angeregt wird, daß die größte magnetische dann ab und wird induktiv von einer entsprechend Feldkonzentration des Resonators am Spin-Material orientierten Spule aufgenommen, verstärkt und ange- auftritt.

zeigt. Dieser elektrische Impuls ist ein sogenanntes Es hat sich gezeigt, daß man bei Verwendung

»Spin-Echo«. von Elektronen-Spin-Systemen eine beträchtliche Be-

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die 40 schleunigung in der Eingabe und Entnahme von Ein- und Ausgabegeschwindigkeit solcher Speicher Informationen erzielen kann. Der Unterschied zwibeträchtlich zu erhöhen und andererseits die Abmes- sehen Elektronen- und Protonen-Spin-Systemen kann sungen klein zu halten bei möglichst einfacher Kon- auf die etwa zweitausendmal kleinere Masse des struktion der Speicherelemente. Elektrons zurückgeführt werden. Infolge dieses Unter-

Für einen Spin-Echo-Informationsspeicher mit bei 45 schiedes erhält ein Spin-Elektron ein größeres magne-Erregung präzedierenden magnetischen Momenten von tisches Moment (etwa 10-²⁰ el. magnetische Einheiten) Elementarteilchen, eines Spinmaterials als aktivem
Speicherelement, das einem magnetischen Gleichfeld
ausgesetzt ist und zur Informationsspeicherung zusätzlich durch ein Hochfrequenzmagnetfeld mit einer 50 gleich zu 4,3 kHz pro Örsted für das Spin-Proton. Frequenz im Bereich der Larmorfrequenz der erregten Infolgedessen kann in typischen Materialien die AnElementarteilchen des Spinmaterials und mit einer
Feldrichtung senkrecht zu der des Gleichfeldes beeinflußt wird und zur Informationsentnahme zusätzlich

gegenüber 1,5 · 10—^2S el. magnetische Einheiten für ein Spin-Proton. Die Präzessionsfrequenz des Spin-Elektrons beträgt daher etwa 2,8 MHz pro Örsted im Versprechgeschwindigkeit eines Elektronen-Spin-Systems auf einen angelegten Hochfrequenz-Magnetfeldimpuls etwa siebenhundertmal schneller sein als die eines

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Protonen-Spin-Systems. Außerdem sind bei Verwendung von Elektronen-Spin-Systemen komplexere Arbeitsweisen möglich. Elektronen-Spin-Echos können z. B. erlangt werden aus den Kopplungen mit wirksamen »Spins«, die größer als V2 sind, und zwar kann man leicht einen Wert von ⁵h für Mn 4- + erreichen. Außerdem können elektronische Spin-Pegel eines entsprechend ausgewählten Materials eine Hyperfeinstruktur haben als Ergebnis verschiedener Kern- »Spins« im Verhältnis zu Elektronen-»Spins«. Weiterhin können Kombinationen von Elektronen- und Kern- »Spins« so angeordnet werden, daß man eine bis zu dreißig oder mehr Präzessionsfrequenzen im gleichen magnetischen Feld erhält.

Die Präzessions- oder Larmorfrequenzen von Elektronen liegen im Mikrowellenbereich. Daher ist eine geeignete Anordnung für die Anlegung eines Kippfeldes mit derselben Mikrowellenfrequenz wie die Larmorfrequenz der Stoffmenge in auf Elektronen-Spin-Echos beruhenden Speichersystemen nötig. Außerdem müssen solche Anordnungen die Ausgangs-Spin-Echo-Signale induktiv ohne Störung durch das Eingangssignal aufnehmen. Im allgemeinen kann diese Bedingung erfüllt werden durch die entsprechende Konstruktion von Mikrowellenresonatoren, in denen das Spin-Material enthalten ist und an denen Eingangs- und Ausgangsimpulse angelegt und entnommen werden können.

Bei der Konstruktion von Mikrowellenresonatoren für Elektronen-Spin-Echo-Systeme müssen gleichzeitig mehrere Ziele erreicht werden. Besonders wichtig ist die Forderung, daß die Eingabe und die Ausgabe so voneinander getrennt sind, daß das Eingangssignal nicht direkt in das Empfangssystem übertragen wird. Hierzu muß der Güte- oder »Q«-Wert eines Resonators ziemlich niedrig sein, vorzugsweise 100 oder darunter. »Q« ist gleich f/Af, wobei / die Resonanzfrequenz des Resonators ist. Anders ausgedrückt, muß die Bandbreite Δ f ziemlich groß sein, damit relativ kurze Signalimpulse durch den Resonator gelangen können. Eine weitere Forderung ist, daß der Resonator starke Mikrowellen-Hochfrequenzfelder im Spin-Winkel mit einer möglichst geringen Eingangsenergie liefert. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, kann man mit Mikrowellen-Hochfrequenzfeldern von etwa 5 örsted Erinnerungsimpulse mit einer Impulsdauer von 10 Nanosekunden bei einer mittleren Frequenz von 10 000 MHz erreichen.
Es zeigt

Fig. la einen Schnitt durch einen Mikrowellenresonator nach der Erfindung längs der Linie 1 α in Fig. Ib, wobei der Mikrowellen-Hohlraumresonator durch die Vereinigung von zwei Hohlleitern mit Anschlußflanschen gebildet wird,

Fig. Ib eine Draufsicht des Resonators,

Fig. 1 c eine abgewandelte Form des Resonators, bei der beide Hohlleiter sich auf der gleichen Seite des Resonanzraums befinden,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anregungsarten des Hohlraumresonators,

Fig. 3 a eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, worin sich der Hohlraumresonator am Schnittpunkt von vier Hohlleitern befindet,

Fig. 3 b einen Schnitt längs der Linie 3 b von Fig. 3 a, Fig. 3 c die Anregungsarten in dem vorstehend erwähnten Hohlraumresonator,

Fig. 4 a eine teilweise Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung,

Fig. 4b einen Schnitt durch den Resonator längs der Linie 4 b von Fig. 4 a, Fig. 5 a und 5 b einen kreisförmigen Mikrowellenresonator, in dem der Resonanzraum aus rechtwinklig gekreuzten Hohlleitern besteht und die Kopplungsblenden in der Mitte jeder Fläche, oben und unten, liegen,

Fig. 5 c und 5 d einen ähnlichen Resonator, bei dem die Hohlleiter in der einen Dimension parallel und in der anderen gekreuzt angeordnet sind,

Fig. 5 e zeigt die in dem Hohlraumresonator von Fig. 5 a bis 5d möglichen orthogonalen Anregungsarten.

Allgemein können Mikrowellenresonatoren aus abgeschlossenen Abschnitten von koaxialen Leitungen oder Hohlleitern als sogenannte Hohlraumresonatoren gebildet werden, die aus einem vollständig von leitenden Wänden umgebenen Raum dielektrischen Materials bestehen. Die Form solcher Hohlraumresonatoren ist abhängig von den gewünschten Werten der Resonanzfrequenz, der Anregungsart und dem »Q«-Wert für den beabsichtigten Verwendungszweck.

Weil die Ausbreitung in Hohlraumresonatoren in mehr als einer Richtung stattfinden kann und mehrere Anregungsarten bestehen, haben Hohlraumresonatoren im allgemeinen viele mögliche Resonanzbedingungen. Für eine spezielle Anwendung kann jedoch ein Hohlraumresonator so konstruiert werden, daß man eine Resonanzbedingung oder nur einige Resonanzbedingungen in einem begrenzten Frequenzbereich erhält. Zu den allgemein verwendeten Verfahren der Abstimmung von Hohlraumresonatoren gehört das Ändern der Hohlraumform, das Ändern der Werte von konzentrierten Kapazitäten und Induktivitäten und das Einführen von Leitern in Bereichen großer elektrischer oder magnetischer Feldstärke der Resonatoren.

Die Anregungsarten in einem Hohlraumresonator werden durch die Art und Weise gekennzeichnet, in der die elektrischen und magnetischen Felder in dem Resonator errichtet werden, und zwar durch Buchstaben mit Indexzahlen. Eine Übertragungsart, die sogenannte TE oder »transversal elektrische«, besagt, daß das elektrische Feld senkrecht zu den Seitenflächen des Hohlleiters verläuft und keine Komponente längs des Hohlleiters existiert. Eine weitere Kennzeichnung der Resonanzart erhält man durch Anfügen von Indexzahlen an die TE-Bezeichnung. Für rechteckige Wellenführungen zeigt z. B. die erste Indexzahl die Anzahl Halbperioden der radialen Komponente längs einer Seite des Hohlraums an. Die zweite Zahl bezeichnet die Anzahl Halbperioden der radialen Komponente, die sich über den Querschnitt des Hohlraums ausbilden. Sind keine Halbperioden vorhanden, dann wird eine Null verwendet. Für kreisförmige Hohlleiter kennzeichnen die ersten beiden Zahlen die Ausbreitungsart von elektromagnetischen Wellen in der axialen Richtung. Die dritte Zahl bezeichnet die Anzahl von halben Wellenlängen der stehenden Welle in der axialen Richtung.

Die Energiespeicherung in dem Hohlraumresonator ist ganz grob proportional dem Volumen, während der Energieverlust bei einer gegebenen Frequenz proportional der Oberfläche ist. Bei einer feststehenden Frequenz und einer bestimmten Anregungsart ist daher »0« nahezu proportional dem Verhältnis des Volumens zur Oberfläche. Für eine bestimmte Form und Anregungsart ändert sich andererseits »0« mit der Quadratwurzel der Wellenlänge. Durch entsprechende Konstruktion kann man beliebige »Q «-Werte für Hohlraumresonatoren erreichen.

Zur Ausführung der Anordnung nach der Erfindung sind Mikrowellenresonatoren vorgesehen, die günstige

Eigenschaften für die Verwendung in Spin-Echo-Schaltungen besitzen. Bei den hier vorgesehenen Resonatoren sind die Eingangs- und Ausgangskreise genügend voneinander getrennt. Sie stellen einen relativ breiten Bandpaß dar bzw. haben einen niedrigen »Q «-Wert. Es bildet sich ein starkes Mikrowellen-Hochfrequenzfeld am Spin-Material mit einem Mindestmaß an Eingangsenergie.

Ein Ausführungsbeispiel für einen Mikrowellenresonator nach der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 1 a sind zwei Standard-Rechteck-Hohlleiter 1 und 2 je mit der schmalen und der breiten Seite aneinandergelegt. Sie haben jeweils eine Irisblende 3 und 4 an jedem Ende. Die Hohlleiter sind in der dargestellten Weise mit einem quadratischen Resonanzhohlraum 5 von der Länge X_g und der Dicke b verbunden, in dem die Anregungsarten TE₀₂₁ und TE₀₁₂ zur Verfügung stehen. Die Hohlleiter haben jeweils eine öffnung 6 und 7. Die Öffnung 6 kann z. B. verwendet werden, um die elektromagnetische Eingangsenergie mit dem Resonanzraum zu koppeln, und die öffnung 7, um die Ausgangsimpulse auf den Empfänger zu geben. Das Spin-Material 8 wird in die Mitte des Hohlraums gebracht, wo die magnetische Hochfrequenzfeldstärke für die beiden Anregungsarten am größten ist. Durch Abstimmschrauben 9 und 10 wird die Feineinstellung des Resonators bewirkt. Falls erforderlich, kann ein äußeres magnetisches Feld angelegt werden.

Eine etwas abgeänderte Form des Resonators ist in Fig. 1 c gezeigt. Hier liegen beide Hohlleiter auf derselben Seite des Resonanz-Hohlraums. In dieser Form kann der Resonator leicht in ein flüssiges Heliumbad eingebracht werden, um bei niedrigen Temperaturen zu arbeiten.

Fig. 2 zeigt genauer die Wirkungsweise des Resonators nach Fig. 1. Das gezeigte Beispiel ist ein rechteckiger Resonanzhohlraum mit den Anregungsarten TE₀₂₁ und TE₀₁₂, obwohl auch andere geometrische Formen verwendet werden können, z. B. der in Fig. 5 gezeigte kreisförmige Hohlraum. Das »Q« des Hohlraums nach der Erfindung kann beliebig klein gemacht werden durch Verringerung der Dickenabmessung b, ohne das magnetische Feld am Spin-Material zu schwächen.

Der in Fig. 2 gezeigte Hohlraumresonator weist die

beiden Seitenlängen X₃, mit λ% = -j- λ^ζ, auf und die

Höhe b.

Die Güte Q bei unbelastetem Hohlraum ist dabei:

Das unbelastete Q ist wie folgt von der Eingangsleistung Pi und vom MikrowellenmagnetH_rf abhängig:

O Io "" \ __

ν°-[²ρλ) S-

Dabei ist im cgs-System ρ der spezifische Widerstand in Kirchhoff · cm angegeben, V das Volumen des Hohlraums, c die Lichtgeschwindigkeit und λ die Wellenlänge des Eingangsimpulses. Für Werte von b, die klein sind gegenüber λ, ergibt sich durch Einsetzen der

Seitenlängen Gleichung:	gemessen	in	Xg für	die	obenstehende
	*Q₀ = [*		«τ] '		α)
da
	V		X] b
	S 2	IXj	+ 4 V	ö
und für
		V	δ
wird.	ο <s;/i	*' s*

Qb = Qo =

Bei kritischer Kopplung gilt Q_E für die belastete Leitung und Q₀ für den unbelasteten Hohlraum. Für ίο das Mikrowellenmagnetfeld kann im Mittel angesetzt werden:

wo H_s die Feldstärke direkt am Spin-Material darstellt.

Es ergibt sich dann:

5 coVm /5\² cXbm

λ ~% ill 'im j— *r 1 #"> ι μ· r~~ j

Durch Gleichsetzen der beiden Gleichungen (1) und (2) und Auflösen nach Hf ergibt sich:

5/12

ο λ³c

Pi,

wobei Pt in erg/Sek. ausgedrückt wird.

Diese Berechnungen zeigen, daß für eine gegebene Eingangsenergie die Feldstärke H_s am Spin-Material unabhängig ist von der Abmessung b, solange b klein ist gegenüber X. Bei konstantem P₁ und b ist H_s lediglich eine Funktion der Frequenz mit /³/⁴. Unter diesen Umständen kann also die Abmessung b so geändert werden, daß sich der gewünschte niedrige »Q «-Wert ergibt, wobei trotzdem ein starkes Feld am Spin-Material beibehalten wird.

Zum Beispiel erhält man für einen Hohlraumresonator aus Kupfer bei einer Wellenlänge von 1,6 cm und 1 Watt Eingangsleitung

mit£=l/72 10"⁶Q-Cm=I^-IO³ Kirchhoff-cm und P₁= 1 W= 107 erg/Sek.

H₅=3 örsted.

Wenn Q = 100 sein soll, dann ergibt sich aus der Gleichung (1):

Q = 14 000 b; b = 0,007 cm.

Wenn zusätzliche Verluste in der Schaltung in Kauf genommen werden, dann läßt sich natürlich jedes gewünschte niedrige Q mit größeren Abmessungen von b einstellen. Gleichzeitig würde dann aber auch H_s verringert werden, was ja nicht erwünscht ist.

Der hier gezeigte Resonator wird als Teil eines Elektronen-Spin-Echo-Systems verwendet, dessen Wirkungsweise dem für Kern-Spin-Echos gleicht. Die Wirkungsweise des mit Elektronen arbeitenden Systems, das der Resonator nach der Erfindung verwendet, sei nachstehend beschrieben. Ein Mikrowellenimpuls geeigneter Frequenz wird durch einen Hohlleiter oder eine Koaxialleitung auf den Resonator übertragen, in dem ein unter einem Einfluß eines äußeren Magnetfeldes stehendes Material mit einem geeigneten Spin-System enthalten ist. Dieser Impuls leitet eine erste Wirkung des Resonators ein, dessen magnetische Feldformen in Fig. 2 durch durchgehende Linien angedeutet sind. Dieses Feld bewirkt das Kippen der rotierenden Elektronen im Spin-Material, die ihrerseits mit dem Ansprechen des Resonators so zusammenwirken, daß ein Ausgangsfeld 2 erzeugt wird, dessen magnetische Feldform durch die gestrichelten Linien von Fig. 2 dargestellt ist. Die beiden Felder

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sind orthogonal voneinander getrennt oder entkoppelt. Kurze Zeit nach Anlegen dieses Impulses verlieren die »Spins« in dem Material ihre Phasenabhängigkeit und koppeln nicht mehr die beiden Hohlraum-Anregungsarten. Nach einem gewissen Zeitabstand wird dem Material durch den Eingangshohlleiter 1 ein Spin-Umkehrimpuls zugeführt. Nach einem weiteren Zeitabstand wird ein Ausgangsimpuls oder Spin-Echo-Signal erhalten, das dann mit dem Empfänger gekoppelt wird. Diese Impulsfolge kann auf verschiedene Arten abgeändert werden. Insbesondere können viele Informationsimpulse nacheinander gespeichert werden, bis ein entsprechender Erinnerungsimpuls angelegt wird. Die Orthogonalitat der Eingangs- und Ausgangsfelder schützt den Empfänger gegen einen Ausbruch von Eingangsenergie vom Sender her.

Eine vollständigere Entkopplung der beiden Operationsarten unter Aufrechterhaltung der Frequenzentartung kann man mit der in Fig. 3 gezeigten symmetrischen Hohlraumanordnung erlangen, wobei sich der Hohlraumresonator am Schnittpunkt von vier Hohlleitern 12,13,14 und 15 befindet. Die Irisblenden lla- und 116 sind die Senderöffnungen, die symmetrisch mit den Hohlraumwellenführungen 12 und 13 gekoppelt sind, um die in Fig. 3 c gezeigten Hochfrequenz-Magnetfeldformen zu erhalten, die in 11a parallel zu 11 b liegen. Dieses Phasenverhältnis kann erreicht werden, indem die Mikrowellenenergie durch entsprechende Arme einer Doppel-T-Verzweigung geleitet wird, oder auch auf andere bekannte Art und Weise. Die Irisblenden 16 a und 16 & dienen zum Empfang der Spin-Echo-Impulse. Durch Abstimmschrauben 17 und 18 wird die endgültige Einstellung der Entartung und der Orthogonalitat der Erregung in dem Hohlraum verbessert. Das Spin-Material 19 wird in den Bereich der maximalen magnetischen Feldstärke gebracht, wo sich die elektromagnetischen Felder der Operationsarten orthogonal überschneiden, so daß an diesem Material ein starkes Feld entsteht.

Eine weitere Ausführung des Resonators nach der Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt. Darin sind Streifen aus Metall 20 und 21 gekreuzt und bilden Hohlräume, die geometrisch einen kleinen Bereich gemeinsam haben. In der gezeigten Anordnung ist H_rf am größten in der Mitte der Streifen, oben und unten, gleich Null an den Enden der Streifen. Das Feld am Spin-Material 22 ist etwas größer in dieser Ausführung als bei der Hohlleiterausführung. Die Eingangsenergie wird mit dem genannten Hohlraum durch die Sonde oder den Koaxialanschluß 23 gekoppelt, und der Ausgangsimpuls wird mit dem Empfänger durch den Anschluß 24 gekoppelt. In diesem Ausfuhrungsbeispiel erfolgt keine direkte durchgehende Übertragung von einer Last zur anderen, weil die Sonden für eine gegebene Betriebsart in einem Bereich liegen, bei dem das Feld der anderen Betriebsart am schwächsten ist. Das »Q« dieser Ausführung ist ebenfalls niedrig, solange b klein ist.

Der Hohlleiterresonator nach der Erfindung kann gemäß Fig. 5 geformt werden unter Verwendung von kreisförmigen Hohlleitern 26 und 27, die sich entweder im rechten Winkel überkreuzen (Fig. 5 a und 5 b) oder parallel zueinander liegen (Fig. 5 c und 5d). In beiden Anordnungen ist die schmale Seite des einen Hohlleiters mit der breiten Seite des anderen verbunden. Der Hohlraum 28 befindet sich zwischen den gekreuzten Hohlleitern, welche Kopplungsirisblenden jeweils in der Mitte jeder Fläche, oben und unten, besitzen. Die rechtwinkligen elektromagnetischen Feldformen sind in Fig. Se dargestellt.

Beispiele für bevorzugte Materialien in Elektronen-Spin-Systemen sind paramagnetische Substanzen, wie z. B. Übergangsionenelemente in Würzkristallen, organische freie Radikale oder Alkaliatomverunreinigungen in anorganischen Kristallen.

Der hier gezeigte Mikrowellenresonator bildet Hohlräume, die den gekreuzten Spulen bei der Kernresonanz entsprechen und die die physikalischen Eigenschaften besitzen, die für die Verwendung in elektronischen Spin-Echo-Speichersystemen erforderlich sind. Das Eingangssignal ist durch die Symmetrie der Konstruktion vom Ausgangssignal entkoppelt, und gleichzeitig wird der »Q «-Wert niedrig gehalten bei einem starken Feld am Spin-Material für eine kleinstmögliche Eingangsenergie.

Die Brauchbarkeit der Anordnung nach der Erfindung ist demonstriert worden durch die praktische Verwendung des in Fig. 3 gezeigten symmetrischen Spin - Echo - Resonanzhohlraum -Ausführungsbeispiels. Es wurde eine 40-db-Breitbandtrennung zwischen Eingang und Ausgang erreicht. Ein freier Induktionsabfall der freien Radikale Diphenylpicrylhydrazyl »DPPH« bei Zimmertemperatur wurde beobachtet mit einem Verhältnis von Signal zu Ableitimpuls von etwa 40 :1.

Claims

Patentansprüche:

1. Spin-Echo-Informationsspeicher mit bei Erregung präzedierenden magnetischen Momenten von Elementarteilchen eines Spin-Materials als aktivem Speicherelement, das einem magnetischen Gleichfeld ausgesetzt ist und zur Informationsspeicherung zusätzlich durch ein Hochfrequenzmagnetfeld mit einer Frequenz im Bereich der Larmorfrequenz der erregten Elementarteilchen des Spin-Materials und mit einer Feldrichtung senkrecht zu der des Gleichfeldes beeinflußt wird und zur Informationsentnahme zusätzlich zum Gleichfeld einem Hochfrequenzfeld gleicher Richtung ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Spin-Material in einen Resonator verteilter Parameter, dessen Resonanzfrequenz im Bereich der Elektronen-Larmorfrequenz liegt, mit einer Güte Q, die relativ klein ist, vorzugsweise 100 und kleiner, eingebracht wird und daß der Resonator so konstruiert ist bzw. angeregt wird, daß die größte magnetische Feldkonzentration des Resonators am Spin-Material auftritt.

2. Anordnung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator von Wellen der Ausbreitungsart TEO₂₁ und TEO₁₀ angeregt wird.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkopplungsfeldlinien senkrecht auf den Auskopplungsfeldlinien stehen.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Resonator ein Hohlraumresonator (5 in Fig. 1) quadratischer oder rechteckiger Grundfläche mit gegenüber der Resonanzwellenlänge λ geringer Höhe b verwendet wird.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich dieEinkopplungsblende (4) in der Mitte einer Längsseite und am Rande des Resonanzhohlraums (5) und daß sich die Auskopplungsblende (3) in der Mitte des Resonanzhohlraums (5) über dem dort befindlichen Elektronen-Spin-Echo-Material (8) befindet.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangshohlleiter (2) mit seiner Flachseite und der Ausgangshohlleiter (1) mit seiner Schmalseite auf gegenüberliegenden Seiten des Resonanzhohlraums (5) in entgegengesetzter Richtung zueinander angebracht sind.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangshohlleiter (2) mit seiner Flachseite und der Ausgangshohlleiter (1) mit seiner Schmalseite auf der gleichen Seite des Resonanzhohlraums (5) parallel zueinander angeordnet sind.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkopplung der Mikrowellenenergie in den Resonanzhohlraum symmetrisch auf den gegenüberliegenden Seiten über je eine Einkopplungsblende (lla und 11 b) von entsprechenden Zuführungshohlleitern (12,13) erfolgt und daß die Auskopplung symmetrisch über je eine Auskopplungsblende (16 a, 16 b) auf den verbleibenden gegenüberliegenden Seiten des Resonanzhohlraums auf die entsprechenden Empfangshohlleiter (14, 15) erfolgt.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzhohlraum aus zwei zueinander senkrechten länglichen Rechteckhohlräumen besteht, deren Länge etwa λ/2 beträgt und die durch Metallstreifen in zwei Hohlräume so unterteilt werden, daß die Höhe des Raumes, der auf den Raum des anderen Metallstreifens an der Kreuzung des Metallstreifens übergreift, halb so hoch ist wie der Höhenabstand des jeweiligen Metallstreifens von der anderen Begrenzungsfläche des Hohlraums und daß das Spin-Material an der Kreuzung der Metallstreifen zwischen den Metallstreifen eingebracht ist.

10. Anordnung nach dem Anspruch, 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkopplung bzw. Auskopplung aus dem Hohlraum an je einer Stirnfläche der beiden Metallstreifen (20,21) erfolgt.

11. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator aus einem kreisförmigen, zylindrischen Hohlleiter besteht, dessen Höhe klein ist gegenüber der Wellenlänge und dessen Ein- bzw. Auskopplungsblende sich in der Mitte der Stirnfläche auf den gegenüberliegenden Seiten befindet.

12. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektronen-Spin-Material eine paramagnetische Substanz verwendet wird. «*

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen