DE1523103C3 - Hohlraumresonator für gyromagnetische Resonanzmessungen unter Einwirkung optischer Strahlung - Google Patents

Description

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der Wellenleiteransatz 2' statt einer rechteckigen eine vorrufen, die gleichzeitig dem Einfluß eines Mikrozylindrische Symmetrie hat. Der Adapter 3' hat in Wellenmagnetfeldes im Hohlraum und einer äußeren der Mitte des rechteckförmigen lippenartigen Metall- Strahlung ausgesetzt wird, wobei man Elektronenreteils 11, der gleitbar in den rechteckförmigen Hohl- sonanzen der Reaktionsprodukte beobachtet und raumresonator 4 paßt, eine zylindrische Öffnung. Der 5 Reaktionsgeschwindigkeiten mißt.
Durchmesser der Öffnung 12 ist gleich dem Innen- Dem Mikrowellenmagnetfeld im Hohlraumresonadurchmesser des Zugangsstücks 2'. Diese Kombina- tor 15 wird ein im wesentlichen rechtwinklig hierzu tion läßt sich mit Vorteil in solchen Fällen anwen- orientiertes statisches magnetisches Gleichfeld überden, wo ein sehr kurzer Wellenleiterabschnitt erfor- lagert, das zwischen den Polstücken 20 einer äußeren derlich ist. Wo dagegen ein Zugang mit maximaler io Magneteinrichtung erzeugt wird, wobei an der Hohl-Querschnittsfläche erstrebt wird, wie z. B. für Expe- raumwandung Spulen 20' vorgesehen sind, die das rimente, bei denen Licht durch die Zugangshohlkam- statische Gleichfeld mit einem Wechselfeld moduliemer in den Hohlraumresonator eingestrahlt werden ren, damit man in bekannter Weise einen Wechselsoll, ist die Ausführungsform nach Fig. 1 vorzuzie- felddetektor verwenden kann. Ein von einer Lichthen, da die Rechtecksymmetrie für den Zugang die 15 quelle 21 ausgesandter Lichtstrahl wird durch das größtmögliche Querschnittsfläche liefert, die mit der Hohlleiterzugangsstück 2 ins Innere des Resonators Forderung, daß die Zugangshohlkammer eine Grenz- 15 so gerichtet, daß im wesentlichen der gesamte akfrequenz jenseits der Frequenz des Hohlraumresona- tive Bereich der in der Zelle 18 befindlichen Probe tors haben soll, vereinbar ist. bestrahlt wird, wodurch die Wirkung der Bestrahlung

F i g. 3 zeigt eine Hohlraumresonatoranordnung 14 20 auf die Elektronenresonanzen erheblich verstärkt

mit einem rechteckigen Hohlraumresonator 15, einen wird.

aus einem rechteckigen Adapter 3 und einem recht- F i g. 4 zeigt eine Hohlraumresonatoranordnung

eckigen Wellenleiteransatz 2 bestehenden frequenz- 22, bei der zwei frequenzverschiebungskompensierte

verschiebungskompensierten Vorsatzgerät 1, einem Vorsätze verwendet werden. Die in F i g. 3 gezeigte

Hohlraumkopplungsabschnitt 16 und einer recht- 25 Anordnung läßt sich ohne weiteres für Lichtübertra-

eckigen Wellenleiteranordnung 17 für die Übertra- gungsexperimente einrichten, indem man zusätzlich

gung von Energie in und aus dem Resonator 15. ein frequenzverschiebungskompensiertes Vorsatzge-

Eine hohle Probenzelle 18 kann durch eine Proben- rät und einen Halbwellenlängenkoppler, auf dessen einsetzvorrichtung 19 zentral in den Hohlraum 15 Oberseite eine Wellenleiterübertragungsleitung aneingeführt werden. Die Probenzelle besteht aus 30 geordnet ist, vorsieht. Ein Halbwellenlängen-Hohleinem Quarzrohr mit einem flachen Mittelteil, der in raumkopplungsstück 23 wird am einen Ende des einer Knotenebene des elektrischen Feldes, entspre- Hohlraumresonators 15 befestigt, nachdem die Weichend einem Maximum des Mikrowellenmagnetfel- lenleiteranordnung 17 und der Hohlraumkopplungsdes im Hohlraumresonator 15 liegt. Das Probenrohr abschnitt 16 entfernt sind. Auf der Oberseite des kann eine Mikrowellenresonanzprobe als Feststoff 35 Halbwellenlängenstückes 23 ist ein Mikrowellenoder in Lösung enthalten, die dem Einfluß des Mi- koppler 24 zum Koppeln von Energie zwischen dem krowellenmagnetfeldes im Hohlraum und gleichzeitig Wellenleiter 25 und dem Hohlraumresonator 15 aneiner äußeren Strahlung ohne nennenswerte Ab- geordnet. An das Halbwellenlängenstück 23 ist ein Schwächung des inneren Mikrowellenfeldes ausge- zusätzlicher frequenzverschiebungskompensierter setzt werden kann. Die Lösung kann beispielsweise 40 Vorsatz 26 angeschlossen, so daß Licht aus der das Probenrohr durchfließen, wobei verfahrenssteu- Lichtquelle 21 durch eine in der Mitte des Hohlernde Messungen zur Bestimmung der Art und raumresonators 15 angeordnete Probe geschickt wer-Menge verschiedener in der Probenlösung vorhande- den kann. Ein Detektor 27 empfängt das den Hohlner Stoffe vorgenommen werden können. Ferner raumresonator durchsetzende Licht, so daß Messunkönnen verschiedene Proben enthaltende Lösungen 45 gen der optischen Absorption unter gleichzeitiger in einer rohrförmigen Mischkammer (nicht gezeigt), Beobachtung der Elektronenresonanzen der Probe die in die Probenzelle eingesetzt werden kann, ver- vorgenommen werden können. Man kann aber auch mischt werden, wobei man stationäre Zwischenpro- den Detektor 27 durch eine weitere Lichtquelle ersetdukte beobachten und Umsetzungsgeschwindigkeiten zen, so daß man beispielsweise Licht zweier verschiebestimme.n kann. Oder aber man kann im Proben- 50 dener Frequenzen druch das Innere des Hohlraumrerohr Elektroden (nicht gezeigt) anordnen und eine sonators schicken kann, während man die Elektroelektrolytische Reaktion in einer Probenlösung her- nenresonanzen beobachtet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

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Lippe zur Kompensation der durch die freie öffnung Patentanspruch: bedingten Feldverzerrungen und -verschiebungen

versehen ist.

Rechteckiger Hohlraumresonator für gyroma- Bei dem erfindungsgemäßen Hohlraumresonator

gnetische Resonanzmessungen, bei dem in einer 5 ist es ohne wesentliche Störung des Mikrowellenfelvorzugsweise abnehmbaren Wand des Hohlraums des im Inneren des Hohlraumresonators möglich, die eine öffnung vorgesehen ist, an die ein Hohl- Probe mit einem einfallenden Strahlenbündel zu beleiterabschnitt mit einer oberhalb der Resonanz- strahlen, ohne daß die Homogenität des Strahlungsfrequenz des Hohlraumresonators liegenden bündeis durch Stangen oder Gitter beeinträchtigt Grenzfrequenz angeschlossen ist und durch io wird.

welche optische Strahlung einer außen angeord- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach-

neten Lichtquelle auf den im Hohlraum angeord- stehend an Hand der Figuren näher beschrieben, neten Probenträger gerichtet werden kann, und Von den Figuren zeigt

bei dem Mittel vorgesehen sind, um einer durch F i g. 1 ein frequenzverschiebungskompensiertes

die Öffnung verursachten Störung des elektro- 15 Vorsatzgerät mit einem rechtwinkligen Wellenleitermagnetischen Feldes im Hohlraum entgegenzu- ansatz,

wirken, dadurch gekennzeichnet, daß Fig. IA eine Ansicht in teilweise gebrochener

die genannte Wand (3) des Hohlraumresonators Darstellung eines Hohlraumresonators mit einem am mit einer sich, in den Hohlraum erstreckenden einen Ende angesetzten Vorsatzgerät nach Fig. 1, Lippe (9; 11) zur Kompensatipn der durch die 20 Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Vorsatzfreie Öffnung bedingten Feldverzerrungen und gerätes mit zylindrischen Wellenleiteransatz, -verschiebungen versehen ist. F i g. 3 eine teilweise gebrochene Darstellung des

Hohlraumresonators,

F i g. 4 eine teilweise gebrochene Darstellung einer 25 Ausführungsform nach F ig. 3.

Das in F i g. 1 gezeigte frequenzverschiebungskompensierte Vorsatzgerät 1 besteht aus einem rechteck-

Die Erfindung bezieht sich auf einen rechteckigen förmigen Wellenleiteransatz 2 mit einer inneren Hohlraumresonator für gyromagnetische Resonanz- Hohlkammer, deren Grenzfrequenz jenseits der Remessungen, bei dem in einer vorzugsweise abnehm- 30 sonanzfrequenz des Hohlraumresonators liegt, sowie baren Wand des Hohlraums eine Öffnung vorgesehen aus einem Adapter 3 und kann an einen Hohlraumist, an die ein Hohlleiterabschnitt mit einer oberhalb resonator 4 angeschlossen werden (F i g. 1 A). Bei der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators lie- dieser Ausführungsform ist der Mittelteil des Adapgenden Grenzfrequenz angeschlossen ist und durch ters3 von einer Rechtecköffnung durchsetzt, deren weiche optische Strahlung einer außen angeordneten 35 Abmessungen 5 und 6 gleich den Innenabmessun-Lichtquelle auf den im Hohlraum angeordneten Pro- gen 7 bzw. 8 des Wellenleiteransatzes 2 sind. Auf der benträger gerichtet werden kann, und bei dem Mittel vom Hohlraum abgewandten Seite des Adapters 3 ervorgesehen sind, um einer durch die öffnung verur- weitert sich diese öffnung auf Abmessungen, die sachten Störung des elektromagnetischen Feldes im gleich den Außenabmessungen des Wellenleiteransat-Hohlraum entgegenzuwirken. 40 zes 2 sind, so daß dieser in den Adapter 3 eingescho-

Bei einem derartigen, einem eigenen älteren Vor- ben und dort festgelötet werden kann, schlag (deutsche Patentanmeldung P17 98 404.

2) Durch den in das Innere des Hohlraumresona-

entsprechenden Hohlraumresonator wird die off- tors 4 mündenden Wellenleiteransatz 2 können sich nung von einer Anzahl von Stangen durchsetzt, die Mikrowellen mit der Resonanzfrequenz des Hohlparallel zu Stromwegen im Resonator verlaufen und 45 raumresonators 4 nicht fortpflanzen. Dies bedeutet, zwischen denen optische Strahlung hindurchtreten daß der Hohlraumresonator 4 ohne nennenswerte kann. Diese Stangen bewirken, daß sich keine merk- Dämpfung oder Abschwächung seines inneren Miliche Störung des Mikrowellenfeldes im Inneren des krowellenfeldes geöffnet ist, so daß beispielsweise im Hohlraumresonators ergibt. An die Öffnung ist nach Hohlrauminneren angeordnete Mikrowellenresonanzaußen ein Hohlleiter angesetzt, der in mehrere Hohl- 50 proben gleichzeitig einer äußeren Bestrahlung und leiterabschnitte unterteilt ist, von denen jeder eine dem inneren Mikrowellenresonanzfeld ausgesetzt oberhalb der Resonanzfrequenz des Hohlraumreso- werden können.

nators liegende Grenzfrequenz aufweist. Dadurch Der Adapter 3 sorgt über den gesamten Arbeitsfresoll die Fortpflanzung von aus dem Hohlraumreso- quenzbereich des Hohlraumresonators 4 für eine nator ausgestrahlter Energie verhindert werden. 55 solche Frequenzkompensation, daß die Resonanzfre-

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung quenz des Resonators auf dem beabsichtigten Ardie Aufgabe zugrunde, einen Hohlraumresonator der beitswert gehalten wird. Die Frequenzkompensation eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine wird mit Hilfe einer als rechteckförmiger Vorsprung ungehinderte optische Strahlung genügender Intensi- des Adapters 3 in den Hohlraumresonator 4 hineinratät auf den Probenträger gerichtet werden kann, 60 gende Lippe (F i g. 1 A) erreicht. Die Lippe wirkt den ohne daß das gyromagnetische Resonanzsignal durch Beugungs- und Interferenzerscheinungn des inneren Feldverzerrungen, die durch die für die ungehinderte Mikrowellenfeldes im Bereich der Öffnung 10 in der Einführung des Strahlungsbündels notwendigen Weise entgegen, daß die effektive Mikrowellenlänge strukturellen Änderungen entstehen könnten, ver- des Hohlraumresonators 4 um einen Betrag erniefälscht wird. 65 drigt wird, der gleich ist der durch das öffnen des

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Resonators nach außen verursachten Erhöhung der löst, daß die genannte Wand des Hohlraumresona- Mikrowellenlänge, tors mit einer sich in den Hohlraum erstreckenden Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der