DE2506658C3

DE2506658C3 - Elektronen-Spinresonanz-Spektrometer

Info

Publication number: DE2506658C3
Application number: DE2506658A
Authority: DE
Inventors: James Stewart Menlo Park Calif. Hyde
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1974-02-19
Filing date: 1975-02-17
Publication date: 1981-07-02
Also published as: DE2506658B2; DE2506658A1; CA1006583A; JPS50143594A; US3931569A

Description

Die Erfindung betrifft ein Elekironen-Spinresonanz-Spektrometer nach dem Oberbegriff des Anspruchs I,

Ein solches Spektrometer ist bekannt (DEOS « 19 12 536). Bei einem solchen Spektrometer isl das Rauschen im Spektrometer-Ausgangssignal relativ viel stärker als im Signal von der Höchstfrequenzquelle. Die Empfindlichkeit von Spektrometer! dieser Art ist deshalb recht gering, da nur verhältnismäßig starke v> Signale Überhaupt aufgenommen werden können.

Es war bekannt, dsB zur Erreichung einer hohen Empfindlichkeit eine hohe zeitliche Stabilität sowohl der Magnetfeldstärke als auch der Klystronfrequenz erforderlich war, und daß die Empfindlichkeit durch das M Produkt aus Hohlraumgutefaktor und Füllfaktor des Hohlraums bestimmt wird, und daraus wurde der Schluß gezogen, daß einerseits der Gütefaktor des Hohlraums so hoch wie möglich sein sollte und der Probenhalter so konstruiert werden sollte, daß der Füllfaktor sich nahe w bei I befindet (»Handbuch der Physik«, Band XVHI/I »Magnetismus», 1968, S. 108/109).

Nun kann man das Produkt Gütefaktor mal Füllfaktor zumindest bei bestimmten Proben ersichtlich nicht so groß machen, wie das zur Erzielung einer großen fc> Empfindlichkeit an sich wünschenswert wäre, im Sinne der bekannten Überlegungen wurde dann jedoch wenigstens mit einer Höchstfrequenzquelle hoher zeitlicher Stabilität gearbeitet (»Nature«, 13.4. 1963, S. 145—147; »Review of Scient- Instr.«, Band 44, 1973, S. 830—834; Band 43, 1972, S. 629—631). Wurden bei diesen letztgenannten Spektrometern an Stelle der zeitlich stabilen Höchstfrequenzquellen rauschbehaftete Höchstfrequenzquellen verwendet, wie bei dem eingangs genannten bekannten Spektrometer, so wäre noch eine weitere Verschlechterung der Empfindlichkeit zu erwarten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spektrometer der eingangs genannten Art verfügbar zu machen, das eine erheblich bessere Empfindlichkeit hat

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst. Überraschenderweise hat die dadurch gegebene Kombination einer stark rauschbehafteten Höchstfrequenzquelle mit einem Hohlraumresonator mit geringem Gütefaktor etwa die gleiche oder sogar noch eine etwas bessere Empfindlichkeit als die hergebrachte Kombination einer aufwendigen, stabilen Höchstfrequenzquelle mit einem Hohlraum mit hohem Gütefaktor. Darüber hinaus wird noch der praktische Vorteil erreicht, daß durch die relativ geringen Abmessungen des Hohlraums die Verwendung eines Magneten mit kleinem Spalt möglich ist, so daß der Gesamtaufwand für das Spektrometer ganz drastisch reduziert werden kann.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zxigt

F i g. 1 ein Schema eines Elektronen-Spinresonanz-Spektrometers,

Fig.2 und 3 Aufsichten und Seitenansichten eines rechteckigen Resonanzhohlraums für ein Spektrometer nach Fig. 1, der zum rechteckigen TEiorModus angeregt ist und einen zylindrischen Probenhalter trägt,

F i g. 4 und 5 eine Seitenansicht und eine Aufsicht auf einen zylindrischen Resonanzhohiraum eines Spektrometer nach F i g. I, der zum zylitidriscWnTMiio-Modus erregt ist und einen zylindrischen Probenteiler trägt,

Fig.6 und 7 eine Aufsicht und eine Seitenansicht eines rechteckigen Resonanzhohlraums, der einen relativ dicken Probenhalter mit einer im wesentlichen ebenen Fläche enthalt, die symmetrisch durch entgegengesetzt polarisierte elektrische Feldvektoren durchsetzt ist, und

F i g. 8 eine Seitenansicht eines Resonanzhohlraums, der zwei ebene, parallele Probenhalter enthält.

In Fig. I ist ein Resonanzhohlraum 11 dargestellt, in den ein hohler Probenhalter 12 aus einem Dielektrikum mit niedrigen Verlusten eingesetzt isl. Der Probenhalter 12 enthält vorzugsweise eine dielektrische flössige Probe mit hohen Verlusten, die mit Elektronen-SpinresonartZ'Spekiroikopie-Techniken analysiert werden soll. Wie noch im folgenden diskutiert wird, kann die Probe 12 viele Formen und Orientierungen innerhalb des Resonanzhohlraums ti annehmen.

Der Resonanzhohlraum 11 hat einen relativ niedrigen Gütefaktor, ein Resultat, das dadurch erreicht ist, daß der Hohlraum mit zwei parallelen Seitenwinden 13 und 14 ausgestattet ist, die von einander um eine Distanz entfernt sind, die erheblich kleiner ist als eine Viertelwellenlänge der Erregungsfrequenz für den Hohlraum; typischerweise liegt die Trennung zwischen den parallelen Wänden 13 und 14 in der Größenordnung von einem Zehntel einer Wellenlänge der erregenden Mikrowellenfrequenz für Hohlraum 11. Die Wände 13

und 14 sind so positioniert und der Hohlraum 11 wird so angeregt, daß die elektrischen Feldvektoren des Mikrowellenfeldes sich in einer Richtung rechtwinklig zu den Wänden erstrecken und deshalb sich zwischen den Wänden erstrecken.

In derselben Richtung wie das elektrische Mikrowellenfeld im Resonanzhohlraum 11 erstreckt sich ein Fluß von einem relativ kräftigen Magnetfeld, das eine Gleichkomponente aufweist, der eine kleine Wechselkomponente überlagert ist. Das magnetische Gleichfeld wird durch einen Permanentmagneten 15 aufgebaut, der Polschuhe 16 und 17 hat, die in Ebenen pralle! zu den Hohlraumwänden 13 und 14 liegen. Wegen des kleinen Abstandes zwischen den parallelen Wänden 13 und 14 ist der Spalt zwischen den Polschuhen 16 und 17 relativ klein, so daß Größe und Gewicht des Magneten beträchtlich herabgesetzt werden können. Die Wechselkomponente des Magnetfeldes wird durch Spulen 18 bzw. 19 geliefert, die zwischen dem Polschuh 16 und der Wand 13 und zwischen der Wand 14 und dem Polschuh 17 positioniert sind. Die Spulen 18 und 19 sind mit einer Wechselstromquelle 20 verbunden, die typischerwetse eine Frequenz in der Größenordnung von 100 kHz hat

Von der Höchstfrequenzquelle 22, die eine Hoiuodyn-FM-Detektorbrücke 23 treibt, wird Mikrowellenenergie zum Hohlraum 11 gekoppelt Die Quelle 22 ist eine relativ rauschbehaftete Höchstfrequenzquelle, wie etwa von einem Halbleiteroszillator abgeleitet, der vom Typ eines Gunn-Oszillators sein kana Es wurde festgestellt, daß typische Gunn-Dioden ein FM-Rauschen zwischen Jo 10 und 50 Hz², normalerweise etwa 20Hz² in einer Bandbreite von 1 kHz in einem Abstand von 10 kHz vom Träger aufweisen (technische Daten: Prospekt der Fa. Varian Associates, Solid State West, VSX-9001 Solid State Oscillator, Bulletin 3012, August 1973). Zwei* kammerklvstrons, die für Eleklronen-Spinresonanz-Spektrometer spezifiziert sind, können ein so niedriges Frequenzmodulationsrauschen zeigen wie 0,1 Hz² in einer Bandbreite von 1 kHz im Abstand von 10 kHz vom Träger, normalerweise haben sie jedoch Rauschen *o zwischen 03 und 0ß Hz² in diesem Band (vgl. »Noise Spectrum Characteristics of Low-Noise Microwave Tubes and Solid State Oscillators«, von S. L Johnson, B. H. Smith und D, A. Calder, Proc. IEEE, 54,258,1966). Reflexklystrons mit externem Hohlraum und geringem Rauschen von der Aa wie sie früher für Elektronen-Spinresonanz-Spektrometer verwendet wurden, zeigen mehr Frequenzmodulationsrauschen als Zweikammer· klystrons, etwa zwischen 6 und 10 Hz¹ im gleichen Band, ihre Raujchcharakteristik ist jedoch im allgemeinen so besser als Frequenzmodulationsrauschen von Gunn-Dioden. Ausgewählte Gunn-Dioden können gefunden werden, die die gleichen Frequenzmodulationsrau· schen-Spezifikationen zeigen wie Reflexklystron geringer Qualität, aber in allgemeinen kann von beliebig ss herausgegriffenen Dioden erwartet werden, daß sie um einen Faktor etwa gleich 3 schlechter liegen. In ähnlicher Wene ist bekannt, daß das Amplitudenmodu· laiionsrauscheff von Klystrons viel bester itt als das von verfügbaren Halbleiteroszillatoren. FQr Zwecke der «» Anmeldung werden HöchMfrequenzquellen mit Rauseh-Charakteristiken in der Größenordnung von typischen Gunn-Dioden hier als Oszillatoren Klasse 11 bezeichnet.

Bei einer Ausführungsform wird der Gunn-Oszillator bei einer Frequenz von 9.4 GHz betrieben. Überra- ** scfienderweise ergibt die Verwendung einer Homodyn-Brücke 23 in Kombination mil einem Resonanzhohlraiim 11 relativ niedriger Güte und einem relativ billigen Gunn-Oszillator mit hohem Rauschen ein billiges Elektronen-Spinresonanz-Spektrometer hoher Leistung.

Die Homodyn-Brücke 23 weist einen variablen Mikrowellendämpfer 28 auf, der einen Zirkulator 29 mit drei öffnungen treibt Eine Zwischenöffnung 31 des Zirkulator 29 ist mit einem Hohlleiter 32 verbunden, der den Hohlraum 11 über eine einstellbare Blende 33 anregt, die die Anpassung des Hohlleiters 32 an den Hohlraum 11 kontrolliert Der Mikrowellendämpfer 28 wird vorzugsweise so eingestellt, daß die Probe im Probenhalter 12 an den Rand der Aussteuerung getrieben wird. In gewissen Fällen kann jedoch der Mikrowellendämpfer auch so eingestellt werden, daß die zu untersuchende Probe in den Aussteuerungs- oder Sättigungsbereich getrieben wird, während in anderen Anordnungen die Probe von der Höchstfrequenzquelle so erregt werden kann, daß sie nicht ausgesteuert ist und auch nicht besonders eng an der Aussteuerung "isl

Vom Hohbaum 11 reflektierte Energie wird über die Blende 33 und den Hohlleiter 32 zurück zum Zirkulator 29 gekoppelt und von dort zum Ausgang^arm 34 des Zirkulator. Die Energie im Ausgangsarm 34 wird mit einem Diodendetektor 38 im Ausgangsarm 34 delektiert Das von der Diode 38 abgeleitete Signal wird einem geeigneten Ausgangsgerät zugeführt beispielsweise einem Schreiber. Eine geringe Fehlanpassung der veränderlichen Blende 33 liefert ein Mikrowellen-Bezugssignal am Diodendetektor 38 oder es kann ein getrennter Bezugsann verwendet werden. Wie dem Fachmann bekannt ist, wird Energie vom Hohlraum 11 reflektiert wenn Resonanz in der Probe im Halter 12 stattfindet, wodurch die Brücke 23 aus dem Gleichgewicht kommt und ein endliches Ausgangssignal am Diodendetektor 38 liefert

Bei einer praktisch verwirklichten Ausführungsform wurde ein Gunn-Oszillator mit einer Frequenz von 9,4GHz dazu verwendet, den Hohlraum 11 zum zylindrischen TMuo-Modus zu erregen. Der Hohlraum hatte den gewöhnlichen Durchmesser für diesen Modus, etwa 38 mm, und eine Dicke zwischen den parallelen Wänoen 13 und 14 von etwa '/io einer Wellenlänge, etwa 3,81 mm. Der Spalt zwischen den Polschuhen 16 und 17 betrug etwa 942 mm mit einem sich daraus ergebenden Gewicht des Permanentmagneten 15 von etwa 63 kg. In konventionellen, bekannten, rechteckigen Konfigurationen liegt der Abstand zwischen den parallelen Wänden 13 und 14 in der Größenordnung einer Drittel·Wellenlänge, etwa 10 mm und der Spalt zwischen den Polschuhen 16 und 17 ist größer als 43 cm, so daß ein Magnetgewicht höher als 91 kg erforderlich ist

Gemäß Fig.4 und 5 ergibt eine Anregung eines Reionnziiohlraums 32 zum zylindrischen TMi _i0-Modus elektrische Feldvektoren 58, die sich zwischen den in relativ geringem Abstand befindlichen Hohlrs.imwänden S3 und 54 und rechtwinklig zu diesen erstrecken. Ein elektrischer Feldvcktor 0 existiert längs der Symmeifieebene 59 des Hohlraums 52, mitten zwischen der Blende 33' und der hohlraumwand At. Auf verschiedenen Seiten der Symmetrieebene 4Γ existieren endliche, symmetrische, entgegengesetzt polarisierte elekttische Feldvektoren 58. die nicht Null sind. Die Größe der elektrischen Feldvektoren wächst progressiv von der .Symmetrieebene 41' auf einen Maximalwert, der etwa halbwegs zwischen der Symmeirieebene und der Blende 33' bzw. der Endwand 42' liegt. Bei der Blende 33' und der F.ndwand 42' isl der elektrische Feldvektor im

wesentlichen Null. In der gleichen Richtung wie die elektrischen Feldvektoren 58 erstreckt sich der FIuO 45 vom Magnetfeld, das vom Permanentmagneten 15 aufgebaut wird, und das magnetische Feld, das von den Spulen 18 und 19 aufgebaut wird. Das magnetische Mikrowellenfeld innerhalb des Resonanzhohlraums 11 weist zwei Flußwege 39 und 60 auf. die symmetrisch zur Symmetrieebene 59 sind, wie in Fi g. 5 veranschaulicht. Die Flußwege 59 und 60 sind in der gleichen Richtung polarisiert, erstrecken sich jedoch in einander entgegengesetzten Richtungen in Ebenen rechtwinklig zur Symmetrieebene 41'.

Im gleichen Abstand von den Wanden 53 und 54 und symmetrisch zur Symmetrieebenc 4Γ ist ein dielektrischer Probenhalter 51 mit geringen Verlusten posilionicri. Bei der Aiisführtingsform nach I·" i g. 4 und 5 ist der Probenhalter 51 als Kapillarrohr ausgebildet, das eine dielektrische Flüssigkeit mit hohen Verlusten enthält, die analysiert werden sollen. In einer speziellen, rtruLliwk wrw'trhlu'Wlfin A i,*fiiUr,,n*,*t_n-m ;»| Anergibt sich ein Ausgangssignal mit größerer Amplitude. Das Probenvolumen kann dadurch vergrößeri werden, daß ein größerer Probenhalter 61 verwendet wird (Fig. 6 und 7). Der große Probenhalter 61 ist ein Quader, der im rechteckigen Hohlraum 52' symmetrisch um die Symmetrieebene 41 angeordnet ist. wobei die parallelen Seiten 62 und 63 gleiche Abstände von den Hohlraumwänden 13 und 14 haben. Die Symmetrie des hohlen Probenhalters 61 ermöglicht den entgegengesetzt polarisierten elektrischen Feldvektoren 43 und 44, im wesentlichen senkrecht zu einer großen ebenen Fläche der Probe zu sein, und zwar in gleicher Weise auf beiden Seiten der Symmetrieebene 41. In ähnlicher Weise sind die Flußlinien 46 und 47 des magnetischen Mikrowellenfcldes im Probenteiler 61 auf beiden Seiten der Symmetrieebene 41 gleich. In einer typischen Situation hat die Probenzelle 61 eine Länge parallel /ti den Wänden 13 und 14 in der Größenordnung einer Viertelwellenlänge der Höchslfrequenzquelle. etwa !Ω mm für rlla K«»cr*liri«»K«»n«» \C rtnfimiralinn

Probenhalter ein Kapillarrohr von I mm Durchmesser, das in gewissen Fällen speziell nützlich ist, beispielsweise beider Untersuchung von Urin auf Morphin.

Der TMiin-Modiis wird im Hohlraum 52 dadurch erregt, daß der Hohlraum mit einer Blende 33' ausgestattet wird, die mit dem Hohlleiter 55 längs einer Wand des Hohlraums verbunden ist, die parallel zur Endwand 42' ist. Im wesentlichen das gleiche elektrische Feldbild kann in einem rechteckigen Hohlraum 52' erregt werden, u ie in F i g. 2 und ) dargestellt, indem der Hohlraum mit dem rechteckigen TF.mr Modus erregt wird. Der Hohlraum 52' ist insoweit ähnlich dem Hohlraum 52 dimensioniert, als er parallele Wände 13 und 14 in relativ engem Abstand aufweist, die voneinander um etwa ^!/ro einer Wellenlänge der Höchstfrcquen/quelle entfernt sind. Der Hohlraum 52' hat tvpischerweisc eine Abmessung in der Größenordnung von einer Wellenlänge, etwa 38 mm. und wird aufgrund von Mikrowellcnenergic erregt, die zum Hohlleiter 32 und von dort durch die Blende 33 gekoppelt ist. Der TE^-Modus baut symmetrische elektrische I eldvcktoren 43 und 44 auf den verschiedenen Seilen der Svmmetrieebene 41 im wesentlichen in der gleichen Weise auf wie die elektrischen Feldvektoren 58. die im TMim-Modus angeregt werden. In ähnlicher Weise werden die Magnetfeldvektoren 46 und 47 (Fig. 2) im Hohlraum 52 im wesentlichen in der gleichen Weise aufgebaut wie die magnetischen Feldvektoren 59 und 60 beim TMnn-Modus. Der Hohlraum 52 ist in den Spalt zwischen den Polschuhen 17 und 18 derart eingesetzt, daß die Hohlraumwände 13 und 14 parallel z» den Magnetpolschuhen sind, und das Magnetfeld vom Permanentmagneten wird im Hohlraum 52' so aufgebaut, daß es sich in einer Richtung parallel zu den elektrischen Mikrowellenfeldvektoren 43 und 44 erstreckt, wie durch Feldlinien 45 angedeutet.

Der Probenhalter 51 wird in den Hohlraum 52' in der Svmmetrieebene 41 in der gleichen Weise eingesetzt wie der Probenhalter in die Symmetrieebene 41' im zylindrischen Hohlraum 52 eingesetzt wird. Dabei haben die magnetischen und elektrischen Mikrowellenfelder und das Magnetfeld vom Permanentmagneten 15 den gleichen Effekt auf die Probe im zylindrischen Hohlraum wie im rechteckigen Hohlraum, und die gleichen Resultate werden erreicht.

Wenn das Probenvolumen im Resonanzhohlraum relativ zum Gesamtvolumen des Resonanzhohtraums erhöht wird, erhöht sich auch der Füllfaktor und damit Die größere Zelle gemäß Fig. 6 und 7 befindet sich rechtwinklig zur Orientierung einer typischen Probenzelle bekannter Art. Die Längsachse der Zelle war im allgemeinen bisher zusammenfallend mit dem Null-Vektor des elektrischen Feldes angeordnet, d. h. in der Symmetrieebene 41 des Resonanzhohlraums. Die Verwendung der größeren Probenzelle nach F i g. 7 in Quader-Form liefert ein Signal mit einer Größe etwa gleich & :"Ί 2.5fachen desjenigen des Kapillaren-Probennalters 51 gemäß F i g. 2 und 3.

Die Zelle 61 hat eine Dicke zwischen den parallelen Wänden 62 und 63 in der Größenordnung von 0.05 A. wodurch eine Verzerrung und eir; Biegen der Vektoren des elektrischen Mikrowellenfeldes verursacht wird, die hindurchreichen (Fig. 7). Die Mikrowellen-Vektoren sind deshalb nicht vollständig senkrecht zur Grenzfläche der flüssigen Probe in der Zelle 61. so daß das elektrische Mikrowellenfeld beim Durchlauf durch die Probe gedämpft wird. Die Komponente des elektrischen Fcldvektors. die senkrecht zur in Zelle 61 angeordneten Probe ist. wird von den Polarisationsladungen in der Probe abgeschlossen und neigt dazu, die Probe nicht zu durchdringen, die Komponente des elektrischen Feldvcktors. die tangential zur Oberfläche der Probe in Zelle 61 ist. ist jedoch entsprechend dem bekannten Verhalten von elektromagnetischen Feldvektoren über die Probengrenze kontinuierlich, so daß im Hohlraum Mikrowellenleistung aufgrund der dielektrischen Verluste absorbiert wird, so daß der Gütefaktor Q des Hohlraums verringert wird. Diese Verzerrung steigt, wenn die Probenzellendicke steigt, so daß sich eine optimale Probenzellendicke von etwa 0.1 r mm Innenabmessung ergibt. Dieses Optimum ergibt sich aus einem Kompromiß zwischen der Vergrößerung des Füllfaktors durch Vergrößerung der Zellendicke, und Verringerung des Gütefaktors Q bei Vergrößerung der Zellendicke.

Eine Möglichkeit. Verluste durch die Verzerrung des E-Feldes in Verbindung mit einer dicken Zelle 61 gemäß

> F i g. 7 herabzusetzen, besteht darin, eine Zelle mit zwei parallelen Sektionen 64 und 65 zu verwenden, wie in Fig.8 dargestellt Beide Zellen 64 und 65 sind als Quader geformt mit großflächigen Seiten 66. um Probengrenzflächen zu definieren, von denen jede

> parallel zu den Resonanzhohlraumwänden 13 und 14 ist. Die Zellen 64 und 65 sind symmetrisch zur Symmetrieebene 41, und einer weiteren Symmetrieebene 67. die die Endwand 42 halbiert und parallel zu den Wändet· J3

und 14 verläuft. In Versuchen wurde festgestellt, daß die Verzerrung und die Verluste für zwei parallele Zellen 64 und 65 kleiner sind als diejenigen, die durch eine Einzelzelle 61 eingeführt werden, wenn die kombinierte Dicke der Probe» in dem Zellenpaar gleich der Dicke der Probe in der Einzelteile ist.

Der Effekt der parallelen Zellen 64 und 63 kann erreicht werden, wenn ein Einzelprobenhaller mit zwei oder "ti-ehr parallelen umschlossenen Räumen verwendet wird, die in der gleichen Weise wie die Zellen 64 und 65 angeordnet sind. Der Raum zwischen den Gehäusen wird mit einem Dielektrikum mit niedri(,t-n Verlusten gefüllt. Zu diesem Zweck können die beiden parallelen Probenhalter 64 und 65 gemäß Fig. 8 durch einen

einzigen Probenhalter ersetzt werden, der rechteckige Aufnahmen der gleichen Form wie die hohlen Teile der Halter 64 und 65 aufweist. Die aufeinander zu weisenden Innenwände der Aufnahmen sind durch ein

'y Dielektrikum mit niedrigen Verlusten getrennt.

Die Neigung der elektrischen Vektoren des Mikrowellenfeldes, an der Grenzfläche der flüssigen Probe verzerrt zu werden, kann dadurch kompensiert werden, daß das elektrische Feld vor dem Eintritt des Feldes in

in die Probe verbogen wird. Das kann dadurch erreicht werden, daß geeignete Dielektrika mit niedrigen Verlusten in der Nähe der Zelle eingeführt werden, oder daß die Zelle oder der Resonanzhohlraum in geeigneter Weise geformt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronen-Spinresonanz-Spektrometer mit

a) einem Magneten zur Erzeugung eines polarisie- ϊ renden Gleichmagnetfeldes innerhalb eines Luftspalts zwischen zwei gegenüberliegenden parallelen Polflächen,

b) einer Höchstfrequenzquelle mit Rauscheigenschaften, die etwa um einen Faktor 3 schlechter sind als die eines Reflexklystrons,

c) einem in dem Luftspalt angeordneten und an die Höchstfrequenzquelle gekoppelten Hohlraumresonator, der zwei sich gegenüberliegende, parallel zu den Polflächen ausgerichtete Wände aufweist, zwischen denen die elektrischen Feldlinien verlaufen, sowie

d) einem innerhalb des Hohlraumresonators angeordneten rohrförmigen Probengefäß, das parallel zu den Pclflächen ausgerichtet ist, M

dadurch gekennzeichnet, daß

e) der Abstand zwischen den beiden parallelen Wänden (13, 14; 54, 55) des Hohlraumresonators (11,52)

1. im wesentlichen gleich der Außenabmessung des Probengefäßes \ 12; 51) in Richtung des Wandabstandes und

2. wesentlich kleiner als eine Viertelwellenlänge der Resonanzfrequenz des Hohlraumre- ^x sonators(l 1,52) ist.

2. Eiektronen-Spinresonanz-inektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden parallelen Wänden js (13, 14; 54, 55) eine Zehntelwellenlänge der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators (11,52) beträgt.