JP2001051036A - 電子スピン共鳴装置 - Google Patents
電子スピン共鳴装置Info
- Publication number
- JP2001051036A JP2001051036A JP11230156A JP23015699A JP2001051036A JP 2001051036 A JP2001051036 A JP 2001051036A JP 11230156 A JP11230156 A JP 11230156A JP 23015699 A JP23015699 A JP 23015699A JP 2001051036 A JP2001051036 A JP 2001051036A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- afc
- esr
- frequency
- resonance apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＡＦＣ信号の影響をなくしＥＳＲ信号の感度
の向上を図る。 【解決手段】 自動周波数制御回路７を有し一定の周波
数でマイクロ波に変調をかけて空洞共振器４を通過させ
その変動分を検波してマイクロ波発振器１の可変容量ダ
イオードに帰還して周波数の安定化を行うようにした電
子スピン共鳴装置において、自動周波数制御の信号を周
期的に遮断し、その間にＥＳＲ信号を取得して、ＥＳＲ
信号をＡＦＣの信号と分離しＡＦＣ信号の影響をなくし
ＥＳＲ信号の感度の向上を図る。
の向上を図る。 【解決手段】 自動周波数制御回路７を有し一定の周波
数でマイクロ波に変調をかけて空洞共振器４を通過させ
その変動分を検波してマイクロ波発振器１の可変容量ダ
イオードに帰還して周波数の安定化を行うようにした電
子スピン共鳴装置において、自動周波数制御の信号を周
期的に遮断し、その間にＥＳＲ信号を取得して、ＥＳＲ
信号をＡＦＣの信号と分離しＡＦＣ信号の影響をなくし
ＥＳＲ信号の感度の向上を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動周波数制御回
路を有し一定の周波数でマイクロ波に変調をかけて空洞
共振器を通過させその変動分を検波してマイクロ波発振
器の可変容量ダイオードに帰還して周波数の安定化を行
うようにした電子スピン共鳴装置に関する。
路を有し一定の周波数でマイクロ波に変調をかけて空洞
共振器を通過させその変動分を検波してマイクロ波発振
器の可変容量ダイオードに帰還して周波数の安定化を行
うようにした電子スピン共鳴装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の電子スピン共鳴装置のマイ
クロ波ユニットのブロックダイヤグラムであり、１１は
ガン電源、１２はガン発振器、１３は方向性減衰器、１
４はサーキュレータ、１５は空洞共振器、１６は検波
器、１７はプリアンプ、１８はＡＦＣ回路を示す。
クロ波ユニットのブロックダイヤグラムであり、１１は
ガン電源、１２はガン発振器、１３は方向性減衰器、１
４はサーキュレータ、１５は空洞共振器、１６は検波
器、１７はプリアンプ、１８はＡＦＣ回路を示す。
【０００３】電子スピン共鳴装置（ＥＳＲ）では、図３
に示すようにガン発振器１２などのマイクロ波発振器で
発生された例えば９．４ＧＨｚのマイクロ波が方向性減
衰器１３、サーキュレータ１４を介して磁石（図示せ
ず）の間隙に配置されＥＳＲのサンプルの入った空洞共
振器１５に供給される。そして、空洞共振器１５から反
射されたマイクロ波がサーキュレータ１４、検波器１
６、プリアンプ１７を介して検出される。
に示すようにガン発振器１２などのマイクロ波発振器で
発生された例えば９．４ＧＨｚのマイクロ波が方向性減
衰器１３、サーキュレータ１４を介して磁石（図示せ
ず）の間隙に配置されＥＳＲのサンプルの入った空洞共
振器１５に供給される。そして、空洞共振器１５から反
射されたマイクロ波がサーキュレータ１４、検波器１
６、プリアンプ１７を介して検出される。
【０００４】一方、磁石内には、磁場変調コイルが設置
されていて、高周波発振器から例えば１００ｋＨｚの高
周波信号ｆB が磁場変調コイルに供給されると共に、位
相検波器に参照信号として供給される。プリアンプ１７
を介して検出された信号は、この高周波信号ｆB が参照
信号として供給される位相検波器で位相検波され、その
結果、ＥＳＲ信号が得られる。
されていて、高周波発振器から例えば１００ｋＨｚの高
周波信号ｆB が磁場変調コイルに供給されると共に、位
相検波器に参照信号として供給される。プリアンプ１７
を介して検出された信号は、この高周波信号ｆB が参照
信号として供給される位相検波器で位相検波され、その
結果、ＥＳＲ信号が得られる。
【０００５】このような電子スピン共鳴装置において
は、マイクロ波周波数の高い安定性が要求され、そのた
めにＡＦＣ（自動周波数制御）回路１８を備えている。
マイクロ波発振器の中には、電圧により容量が変化する
バラクタダイオードのような可変容量ダイオードを含
み、ＡＦＣ回路１８では、一定の例えば７０ｋＨｚの信
号ｆA でマイクロ波に変調をかけてＥＳＲのサンプルの
入った空洞共振器１５を通過させ、サーキュレータ１
４、検波器１６、プリアンプ１７を介して取り込み、そ
の変動分を検波して直流電圧に変換して可変容量ダイオ
ードに帰還することにより周波数を安定化させている。
は、マイクロ波周波数の高い安定性が要求され、そのた
めにＡＦＣ（自動周波数制御）回路１８を備えている。
マイクロ波発振器の中には、電圧により容量が変化する
バラクタダイオードのような可変容量ダイオードを含
み、ＡＦＣ回路１８では、一定の例えば７０ｋＨｚの信
号ｆA でマイクロ波に変調をかけてＥＳＲのサンプルの
入った空洞共振器１５を通過させ、サーキュレータ１
４、検波器１６、プリアンプ１７を介して取り込み、そ
の変動分を検波して直流電圧に変換して可変容量ダイオ
ードに帰還することにより周波数を安定化させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法でマイクロ波周波数を安定化すると、空洞共振
器１５の内部にＥＳＲ信号を得るための変調信号ｆB を
加えているので、検波器１６及びプリアンプ１７にＡＦ
Ｃ用の信号ｆA とＥＳＲ信号の信号ｆB の両方の信号が
通過することになる。特にＡＦＣ用の信号ｆA がＥＳＲ
信号の信号ｆB に比べて成分がはるかに大であるので、
本来必要とするＥＳＲ信号の信号ｆB に影響を与え、Ｅ
ＳＲ信号の感度を悪くしていた。
来の方法でマイクロ波周波数を安定化すると、空洞共振
器１５の内部にＥＳＲ信号を得るための変調信号ｆB を
加えているので、検波器１６及びプリアンプ１７にＡＦ
Ｃ用の信号ｆA とＥＳＲ信号の信号ｆB の両方の信号が
通過することになる。特にＡＦＣ用の信号ｆA がＥＳＲ
信号の信号ｆB に比べて成分がはるかに大であるので、
本来必要とするＥＳＲ信号の信号ｆB に影響を与え、Ｅ
ＳＲ信号の感度を悪くしていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、ＡＦＣ信号の影響をなくしＥＳＲ
信号の感度の向上を図るものである。
決するものであって、ＡＦＣ信号の影響をなくしＥＳＲ
信号の感度の向上を図るものである。
【０００８】そのために本発明は、自動周波数制御回路
を有し一定の周波数でマイクロ波に変調をかけて空洞共
振器を通過させその変動分を検波してマイクロ波発振器
の可変容量ダイオードに帰還して周波数の安定化を行う
ようにした電子スピン共鳴装置において、自動周波数制
御の信号を周期的に遮断し、その間にＥＳＲ信号を取得
するように構成したことを特徴とするものである。
を有し一定の周波数でマイクロ波に変調をかけて空洞共
振器を通過させその変動分を検波してマイクロ波発振器
の可変容量ダイオードに帰還して周波数の安定化を行う
ようにした電子スピン共鳴装置において、自動周波数制
御の信号を周期的に遮断し、その間にＥＳＲ信号を取得
するように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電子スピン
共鳴装置の実施の形態を示す図、図２はＡＦＣのＥＳＲ
検出の切り換え動作のタイミングを説明するための図で
ある。図中、１はマイクロ波発振器、２は方向性減衰
器、３はサーキュレータ、４は空洞共振器、５は検波
器、６はプリアンプ、７はＡＦＣ回路、Ｓ１、Ｓ２はス
イッチを示す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電子スピン
共鳴装置の実施の形態を示す図、図２はＡＦＣのＥＳＲ
検出の切り換え動作のタイミングを説明するための図で
ある。図中、１はマイクロ波発振器、２は方向性減衰
器、３はサーキュレータ、４は空洞共振器、５は検波
器、６はプリアンプ、７はＡＦＣ回路、Ｓ１、Ｓ２はス
イッチを示す。
【００１０】図１において、マイクロ波発振器１は、可
変容量ダイオードを含み、例えば９．４ＧＨｚのマイク
ロ波を発生するものであり、ここで発生されたマイクロ
波が方向性減衰器２、サーキュレータ３を介してＥＳＲ
のサンプルの入った空洞共振器４に供給される。空洞共
振器４から反射されたマイクロ波がサーキュレータ３、
検波器５、プリアンプ６を介して検出される。ＡＦＣ回
路７は、マイクロ波発振器１を介して信号ｆA でマイク
ロ波に変調をかけてＥＳＲのサンプルの入った空洞共振
器４を通過させ、その変動分をプリアンプ６の出力側に
設けたスイッチＳ１ｂを介して取り込み検波して直流電
圧に変換してスイッチＳ２を介してマイクロ波発振器１
の中の可変容量ダイオードに帰還することにより周波数
を安定化させる。これらの回路は、図３で示した従来の
回路と同じものである。
変容量ダイオードを含み、例えば９．４ＧＨｚのマイク
ロ波を発生するものであり、ここで発生されたマイクロ
波が方向性減衰器２、サーキュレータ３を介してＥＳＲ
のサンプルの入った空洞共振器４に供給される。空洞共
振器４から反射されたマイクロ波がサーキュレータ３、
検波器５、プリアンプ６を介して検出される。ＡＦＣ回
路７は、マイクロ波発振器１を介して信号ｆA でマイク
ロ波に変調をかけてＥＳＲのサンプルの入った空洞共振
器４を通過させ、その変動分をプリアンプ６の出力側に
設けたスイッチＳ１ｂを介して取り込み検波して直流電
圧に変換してスイッチＳ２を介してマイクロ波発振器１
の中の可変容量ダイオードに帰還することにより周波数
を安定化させる。これらの回路は、図３で示した従来の
回路と同じものである。
【００１１】本発明に係る電子スピン共鳴装置は、図１
に示すように従来の回路にスイッチＳ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ
２を挿入接続したものであり、スイッチＳ１ａの回路
は、プリアンプ６の出力をＥＳＲ信号の取り出し回路に
接続し、スイッチＳ１ｂの回路は、プリアンプ６の出力
をＡＦＣ回路７に接続するものである。このようにＡＦ
Ｃ回路７の入出力側にスイッチＳ１、Ｓ２を接続した構
成により、プリアンプ６の出力をスイッチＳ１ｂでＡＦ
Ｃ回路７に、スイッチＳ１ａでＥＳＲ信号の信号ｆB を
取り出す回路にそれぞれ周期的に切り換えると共に、こ
のスイッチＳ１ａ、Ｓ１ｂの切り換え周期に同期してマ
イクロ波発振器１の中の可変容量ダイオードに帰還する
ＡＦＣ回路７の出力をスイッチＳ２でオン／オフし、Ａ
ＦＣの帰還ループがオフの間にスイッチＳ１ａよりＥＳ
Ｒ信号を取り出す。
に示すように従来の回路にスイッチＳ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ
２を挿入接続したものであり、スイッチＳ１ａの回路
は、プリアンプ６の出力をＥＳＲ信号の取り出し回路に
接続し、スイッチＳ１ｂの回路は、プリアンプ６の出力
をＡＦＣ回路７に接続するものである。このようにＡＦ
Ｃ回路７の入出力側にスイッチＳ１、Ｓ２を接続した構
成により、プリアンプ６の出力をスイッチＳ１ｂでＡＦ
Ｃ回路７に、スイッチＳ１ａでＥＳＲ信号の信号ｆB を
取り出す回路にそれぞれ周期的に切り換えると共に、こ
のスイッチＳ１ａ、Ｓ１ｂの切り換え周期に同期してマ
イクロ波発振器１の中の可変容量ダイオードに帰還する
ＡＦＣ回路７の出力をスイッチＳ２でオン／オフし、Ａ
ＦＣの帰還ループがオフの間にスイッチＳ１ａよりＥＳ
Ｒ信号を取り出す。
【００１２】ＡＦＣのＥＳＲ検出の切り換え動作のタイ
ミングを説明すると、図２に示すようにスイッチＳ１ａ
がオン（スイッチＳ１ｂがオフ）でプリアンプ６の出力
をＥＳＲ信号の信号ｆB を取り出す回路に接続している
間は、スイッチＳ２をオフにし、スイッチＳ１ａがオフ
（スイッチＳ１ｂがオン）でプリアンプ６の出力をＡＦ
Ｃ回路７に接続している間は、スイッチＳ２をオンにす
る。このオン／オフの制御は、ＡＦＣ用の信号ｆA がＥ
ＳＲ信号の信号ｆB より十分低い周波数のパルスｆC で
行えばよい。通常、ＡＦＣループは、０．１ｓｅｃに近
い応答速度であるので、スイッチＳ１、Ｓ２の切り換え
制御パルスｆC がＡＦＣ用の信号ｆA より低くてもＡＦ
Ｃのロックが外れることはない。
ミングを説明すると、図２に示すようにスイッチＳ１ａ
がオン（スイッチＳ１ｂがオフ）でプリアンプ６の出力
をＥＳＲ信号の信号ｆB を取り出す回路に接続している
間は、スイッチＳ２をオフにし、スイッチＳ１ａがオフ
（スイッチＳ１ｂがオン）でプリアンプ６の出力をＡＦ
Ｃ回路７に接続している間は、スイッチＳ２をオンにす
る。このオン／オフの制御は、ＡＦＣ用の信号ｆA がＥ
ＳＲ信号の信号ｆB より十分低い周波数のパルスｆC で
行えばよい。通常、ＡＦＣループは、０．１ｓｅｃに近
い応答速度であるので、スイッチＳ１、Ｓ２の切り換え
制御パルスｆC がＡＦＣ用の信号ｆA より低くてもＡＦ
Ｃのロックが外れることはない。
【００１３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、スイッチＳ１ａ、Ｓ１ｂでプリアン
プ６の出力をスイッチＳ１でＡＦＣ回路７とＥＳＲ信号
の信号ｆB を取り出す回路とに周期的に切り換えるよう
にしたが、他の回路によりＡＦＣ回路で動作を周期的に
停止させると共に、その動作タイミングに同期してＥＳ
Ｒ信号を取り出す回路においてＡＦＣ回路の動作が停止
している間にＥＳＲ信号を取り出すようにしてもよい。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、スイッチＳ１ａ、Ｓ１ｂでプリアン
プ６の出力をスイッチＳ１でＡＦＣ回路７とＥＳＲ信号
の信号ｆB を取り出す回路とに周期的に切り換えるよう
にしたが、他の回路によりＡＦＣ回路で動作を周期的に
停止させると共に、その動作タイミングに同期してＥＳ
Ｒ信号を取り出す回路においてＡＦＣ回路の動作が停止
している間にＥＳＲ信号を取り出すようにしてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ＡＦＣ回路を有し一定の周波数でマイクロ波
に変調をかけて空洞共振器を通過させその変動分を検波
してマイクロ波発振器の可変容量ダイオードに帰還して
周波数の安定化を行うようにした電子スピン共鳴装置に
おいて、ＡＦＣの信号を周期的に遮断し、その間にＥＳ
Ｒ信号を取得するように構成したので、ＥＳＲ信号をＡ
ＦＣの信号と分離して取り出すことができ、ＡＦＣ信号
の影響をなくしＥＳＲ信号の感度の向上を図ることがで
きる。
によれば、ＡＦＣ回路を有し一定の周波数でマイクロ波
に変調をかけて空洞共振器を通過させその変動分を検波
してマイクロ波発振器の可変容量ダイオードに帰還して
周波数の安定化を行うようにした電子スピン共鳴装置に
おいて、ＡＦＣの信号を周期的に遮断し、その間にＥＳ
Ｒ信号を取得するように構成したので、ＥＳＲ信号をＡ
ＦＣの信号と分離して取り出すことができ、ＡＦＣ信号
の影響をなくしＥＳＲ信号の感度の向上を図ることがで
きる。
【図１】 本発明に係る電子スピン共鳴装置の実施の形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図２】 ＡＦＣのＥＳＲ検出の切り換え動作のタイミ
ングを説明するための図である。
ングを説明するための図である。
【図３】 従来の電子スピン共鳴装置のマイクロ波ユニ
ットのブロックダイヤグラムである。
ットのブロックダイヤグラムである。
１…マイクロ波発振器、２…方向性減衰器、３…サーキ
ュレータ、４…空洞共振器、５…検波器、６…プリアン
プ、７…ＡＦＣ回路、Ｓ１、Ｓ２…スイッチ
ュレータ、４…空洞共振器、５…検波器、６…プリアン
プ、７…ＡＦＣ回路、Ｓ１、Ｓ２…スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】 自動周波数制御回路を有し一定の周波数
でマイクロ波に変調をかけて空洞共振器を通過させその
変動分を検波してマイクロ波発振器の可変容量ダイオー
ドに帰還して周波数の安定化を行うようにした電子スピ
ン共鳴装置において、自動周波数制御の信号を周期的に
遮断し、その間にＥＳＲ信号を取得するように構成した
ことを特徴とする電子スピン共鳴装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11230156A JP2001051036A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 電子スピン共鳴装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11230156A JP2001051036A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 電子スピン共鳴装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001051036A true JP2001051036A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16903482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11230156A Withdrawn JP2001051036A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 電子スピン共鳴装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001051036A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111610475A (zh) * | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 胜美达集团株式会社 | 测量装置 |
-
1999
- 1999-08-17 JP JP11230156A patent/JP2001051036A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111610475A (zh) * | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 胜美达集团株式会社 | 测量装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061107 |