JP2017219518A - Esr検出器 - Google Patents
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Abstract
Description
これに対して、請求項1のESR検出器の構成では、結合コイルに1/4波長線路を接続する構成を採用しているので、並列共振回路は直列共振回路に等価的に変換され、これによって、誘導性を示す周波数領域が周波数f1とf2の間となり、容量性を示す周波数領域が周波数f1以下とf2以上とに分かれる状態となる。共振回路においては、周波数f1とf2の間を用いて安定した発振動作を行わせることができるようになる。
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図10を参照して説明する。ESR検出器1は、電子スピン共鳴装置で磁場中に試料を配置して不対電子の検出をするためのものであり、図1に電気的構成を示している。
ESR検出器1は、試料31をガラス管30に収容した状態で孔20a部分に装着され、ESR装置の磁場中に配置される。このとき、ESR検出器1の能動回路部7部分は磁場の影響を受けない位置に配置することができる。これにより、試料31が磁場の作用を受ける状態で内部に含まれる不対電子が電子スピン共鳴を起こすことで能動回路部7によりこれを検出して測定をすることができる。
結合コイル5のインダクタンスL1=5nH、
共振コイル4のインダクタンスL2=5nH、
共振コンデンサ3の容量 C1=5pF、
抵抗成分の抵抗値 R=0.1Ω、
磁気結合部分の結合係数 k=0.5。
なお、上記のようにLC共振回路2の共振コイル4と結合コイル5とにより磁気結合状態とした上で、1/4波長線路6を接続した構成で所望の特性を得る構成について、図14、図15を参照して説明する。
以上により、本実施形態の構成を採用することで上記した効果を得ることができるものである。
図11は第2実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、ESR検出器1に設けるLC共振回路2として、共振コンデンサ3および共振コイル4に代えてループギャップ共振器40を設ける構成としたところである。
図12は第3実施形態を示すもので、以下、第2実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、プリント基板20Aの裏面に配置するループギャップ共振器40に代えて、オープンコイル50を配置している。オープンコイル50は、両端が開放された状態のコイルで、所定ターン数で巻回されたものである。
このような第3実施形態の構成によっても、第2実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
図13は第4実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、能動回路部7でバイポーラトランジスタ8を設けて構成していたのに代えて、能動回路部7aとして、増幅素子としてNチャンネル型のMOSFET14を設ける構成としている。MOSFET14はディプレッション型のものを使用している。また、この能動回路部7aでは、無反射終端回路13部分は、抵抗13aだけを設けた構成とすることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
Claims (4)
- 不対電子を検出する電子スピン共鳴装置で用いるESR検出器であって、
試料配置部(20a)を有するプリント基板(20、20A)と、
前記プリント基板(20)上に設けられ、共振コンデンサ(3)と共振コイル(4)とを備えたLC共振回路(2、40、50)と、
前記共振コイルと磁気結合するように前記プリント基板に設けられた結合コイル(5)と、
前記結合コイルに接続され前記LC共振回路の共振周波数に対応した1/4波長線路(6)と、
前記LC共振回路の誘導性領域を使って動作する能動回路部(7)と、
を備えたESR検出器。 - 請求項1に記載のESR検出器において、
前記プリント基板(20)は、前記試料配置部用の孔(20a)が形成され、両面にパターンが形成可能であり、
前記共振コンデンサ(3)は、前記プリント基板の両方の面に対向するように設けられた電極(3a、3b)で構成され、
前記共振コイル(4)は、前記プリント基板の一方の面に前記孔(20a)を囲むように形成されたループパターンで形成され、両端部はそれぞれ前記共振コンデンサの2つの電極に接続され、
前記結合コイル(5)は、前記共振コイルと対向して前記プリント基板の反対の面に前記孔を囲むように形成されたループパターンで形成されているESR検出器。 - 請求項1に記載のESR検出器において、
前記LC共振回路は、前記共振コイルおよび前記コンデンサを兼ね備えたループギャップ共振器(40)であるESR検出器。 - 請求項1に記載のESR検出器において、
前記LC共振回路、前記共振コイルおよび前記コンデンサを兼ね備え、両端が開放されたコイル(50)であるESR検出器。
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