Целью изобретени вл етс повышение стабильности работы супергетеродинного спектрометра ЭПР. Указанна цель дости|аетс тем, что в супергетеродинном спектрометре ЭПР узел стабилизации частоты выполнен в виде блока из двух высокодобротных резонаторов, имеющих одинаковую форму и размеры, изготовленных из одного материала и снабженных органами коррекции частоты, причем один из резонаторов соединен с сигнальным генератором, а другой - с гетеродинным генератором.The aim of the invention is to increase the stability of the superheterodyne EPR spectrometer. This goal is achieved by the fact that in a superheterodyne EPR spectrometer, the frequency stabilization unit is made as a block of two high-Q resonators having the same shape and dimensions, made of the same material and equipped with frequency-correction organs, and one of the resonators is connected to a signal generator. the other is with a heterodyne generator.
На чертеже представлена блок-схема супергетеродинного спектрометра ЭПР.The drawing shows a block diagram of a superheterodyne EPR spectrometer.
Супергетеродинный спектрометр ЭПР включает в себ блок нолучени магнитного пол (экетромагнит) /, сигнальный полупроводниковый генератор СВЧ 2, гетеродинный полупроводниковый генератор СВЧ 3, измерительный резонатор 4, смеситель СВЧ 5, блок регистрации сигнала ЭПР 6, узел стабилизации частот генераторов СВЧ, зынолненный в виде блока из двух идентичных высокодобротных цилиндрических резонаторов 7 и 8, имеющих одинаковую форму, размерь; и подключенных соответственно к генераторам СВЧ 2 и 3. Резонаторы изготовлены из одного материала (нанример, инвара) и снабжены органами коррекции частоты 9, 10.The superheterodyne EPR spectrometer includes a magnetic field acquisition unit (ecetromagnet) /, a microwave semiconductor signal generator 2, a microwave oscillator 3 semiconductor generator, a measuring resonator 4, a microwave mixer 5, an EPR signal recording unit 6, a microwave frequency stabilization node, as shown a block of two identical high-quality cylindrical resonators 7 and 8, having the same shape, size; and connected respectively to microwave generators 2 and 3. The resonators are made of the same material (nanometer, Invar) and are equipped with frequency correction organs 9, 10.
Мощность генератора СВЧ 2 подводитс к образцу, расположенному в измерительном резонаторе 4, где при изменении магнитного тол электромагнита 1 наблюдаетс вление ЭПР. Сигнал ЭПР иостуна .ет на один вход смесител СВЧ 5, на второй вход которого поступает мощность гетеродинного генератора 3. На выходе смесител 5 формируетс сигнал промежуточной частоты, равной разности частот сигнального и гетеродинного генераторов. Стабилизаци генераторов 2 и 5 осуществл етс высокодобротными резонаторами 7, 8, св занными с генераторами.The power of the microwave generator 2 is supplied to a sample located in the measuring resonator 4, where the EPR phenomenon is observed when the magnetic thickness of the electromagnet 1 changes. The ESR Iostuna signal is fed to one input of the microwave mixer 5, the second input of which receives the power of the heterodyne generator 3. At the output of the mixer 5, an intermediate frequency signal is generated, equal to the frequency difference between the signal and the heterodyne generators. The oscillators 2 and 5 are stabilized by high-quality resonators 7, 8 coupled to the oscillators.
Стабилизаци генераторов СВЧ нри помощи высокодобротных резонаторов обеспечивает высокую абсолютную стабильность сверхвысокой частоты. Высока стабильность промежуточной частоты обеспечиваетс выполнением стабилизирующего узла в виде единого блока одинаковых резонаторов 7 и 8, размеры которых и органы коррекции 9 и 10 определ ют частоты генераторов 2 1 3. С помощью органов коррекции 9 и 10 устанавливаетс абсолютное значение промежуточной частоты. Внещние воздействи (изменени температуры блока резонаторов из-за разогрева, вибрации и т. п.) привод т к согласованному ,и одинаковому изменению частот сигнального и гетеродинного генераторов, так что разность между ними (т. е. промежуточна частота) в нроцессе работы, остаетс посто нной. Таким образом, с помощью простой конструкции узла стабилизации достигаетс высока стабильность как сверхвысоких, так ,и промежуточной частот без использовани сложных и нестабильных по отнощению к внещним воздействи м элементов и след щих систем, что повышает стабильность работы спектрометра в целом. Кроме того, использование простой схемы узла стабилизации существенно упрощает конструкцию прибора .Stabilization of microwave generators using high-quality resonators provides high absolute stability of ultra-high frequency. The high stability of the intermediate frequency is achieved by performing the stabilizing unit as a single unit of identical resonators 7 and 8, the dimensions of which and the correction organs 9 and 10 determine the frequencies of the oscillators 2 1 3. Using the correction organs 9 and 10, the absolute value of the intermediate frequency is established. External effects (changes in the temperature of the resonator unit due to heating, vibration, etc.) result in a consistent, and identical change in the frequencies of the signal and heterodyne oscillators, so that the difference between them (i.e. intermediate frequency) in the process, remains constant. Thus, with the help of a simple construction of the stabilization unit, high stability of both ultrahigh and intermediate frequencies is achieved without the use of complex and unstable elements and tracking systems with respect to external influences, which increases the stability of the spectrometer as a whole. In addition, the use of a simple stabilization unit scheme greatly simplifies the design of the device.