(5) ФОТОХИМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ
Изобретение относитс к квантовой электронике, в частности к мазерной технике, и может быть использовано дл создани магнитометров, в магнитных анализаторах спектров, в устройствах св зи, а также дл исследовани механизмов химических реакций и т.п. Известны генераторы электромагнит ных колебаний, в которых используютс переходы между различными магнитными состо ни ми веществ. В этих генераторах инверси населенности магнитных электронных состо ний создает с путем интенсивного воздействи на активное вещество внешнего источника возбуждени , а услови генерации обе печиваютс внутренней обратной св зь при высокой добротности резонирующего элемента устройства. В известных генерирующих системах (спиновые гене раторы) услови генерации обеспечиваютс за счет внешней обратной св зи , охватывающей выход усилител paдиочастоты с резонирующим элементом f 1 . Основным недостатком этих устройств вл етс низка степень инверсной населенности .магнитных состо ний или равновесной намагниченности активных веществ, что требует применени высокодобротных резонирующих систем или большого объема образца и усилител с высоким коэффициентом усилени . Наиболее близким к предложенному вл етс фотохимический генератор электромагнитных колебаний, содержащий ампулу с активным веществом, расположенную внутри основного резонансного контура , настроенного на частоту ларморовой прецессии дер, наход щихс в маг- нитном поле электромагнита, соединенные последовательно предусилитель, усилитель высокой частоты, амплитудный детектор и регистрирующий прибор, кварцевую фокусирующую систему и ртутную лампу дл освещени активного ве3 щестёа, светофильтр, активный шлейф, реактивный шлейф 2. Недостатком такого способа вл ет с слаба эффективность возбуждени генерации, что не позвол ет использовать в генераторе активные вещества, дающие относительно слабые эмиссионные сигналы пол ризованных дер. Цель изобретени - повышение эффек тивности возбуждени генерации и управлени ею в устройствах с использованием эффекта пол ризации дер. Поставленна цель достигаетс тем что в фотохимический генератор электромагнитных колебаний, содержащий ам пулу с активным веществом, расположен ную внутри основного резонансного кон jrypa, настроенного на частоту ларморо ВОЙ прецессии део, наход щихс в маг нитном поле электромагнита, соединен ные последовательно предусилитель, у усилитель высокой частоты, амплитудный детектор и регистрирующий прибор кварцевую фокусирующую систему и рту ную лампу /vifl освещени активного ве щества, светофильтр, активный шлейф, реактивный шлейф, введены регулируема резисторио-емкостна цепь обрат ой св зи с посто нным и подстроечным конденсатора|«4, переменным резис тором и цепь тонкой регулировки, сос то ща из нагруженного на резистор вторичного резонансного контура, катушка индуктивности которого скрещена с кат аикЫ4 индуктивности основного резонансного контура, св зь между резонансными контура отрегулирована активным и реактизным шлейфами, выполненные в виде тонких дискового и кольцевого слоев серебра соответственно , нанесенных на торцы подвижных диэлектрических стержней, примем переменный резистор одним выводо соединен с выходом предусилител высокой частоты, а другим - с посто нным и подстроечным конденсаторами, второй вывод подстроечного конденсатора с нулевой шиной, а посто нного - GO входим предуси ител и основным резонансным контуром, катушка индуктивности, переменный конденсатор и нагрузочшй резистор вторичного резонансного контура имеют общую точку соединени . На чертеже показана структурна схема предлагаемого фотохимического генератора. Схема содержит ампулу 1 с активным веществом, скрещенную катушку 2 5 индуктивности основного резонансного контура, скрещенную катушку 3 индуктивности вторичного резонансного контура, кварцевую фокусирующую систему , светофильтр 5, ртутную лампу 6, электромагнит 7, активный шлейф 8, реактивный шлейф 9, предусилитель 10, усилитель 11 высокой частоты, амплитудный детектор 12, регистрирующий прибор 13, конденсатор 1, конденсатор 15 нагрузочный резистор 16, переменный резистор 17, подстроечный конденсатор 18, посто нный конденсатор 19 обратной св зи. Генератор работает следующим образом . Вращающа с с посто нной угловой скоростью ш ампула 1 с активным веществом расположена внутри скрещенных катушек индуктивности основного 2 и вторичного 3 колебательных LC-контуров , настроенных на частоту 100 МГц. и помещенных в магнитное поле электромагнита 7. Активное вещество облучаетс испускаемым ртутной лампой 6 и прошедшим через светофильтр 5 и кварцевую фокусирук цую систему светом. Скрещенна катушка 2 индуктивности основного резонансного контура с конденсатором И образует основной резонансный контур, скрещенна катушка 3 индуктивности вторичного резонансного контура с конденсатором 15 и нагрузочным резистором 16 - вторичный контур . При фотохимически индуцированной отрицательной пол ризации дер активного вещества за счет флуктуации вектора дерной намагниченности наводитс ЭДС в основном резонансном контуре , котора усиливаетс в предусилителе 10 и возвращаетс в основной контур через цепь обратной св зи. При подход щих фазовых и амплитудных соотношени х в системе возникает автоколебательный режим на частоте, определ емой услови ми дерного магнитного резонанса активного вещества f fWp, гдеШо- циклическа частота Т гиромагнитное, отношение дер; HO - напр женность магнитного пол . Из предусилител сигнал генерации поступает на усилитель 11 высокой час тоты, а затем, дл регистрации, на амплитудный детектор 12 и регистрирующий прибор 13 (автоматический потенциометр , вольтметр и т.п.). Груба регулировка уровн обратной св зи достигаетс изменением па5 раметров цепи обратной св зи переменным резистором 17 и подстроенным конденсатором 18. Тонка регулировка осуществл етс перемещением активного 8 и реактивного 9 шлейфов, которые измен ют св зь между основным и вторичным контурами, мен тем самым полное сопротивление основного контура и уровень обратной св зи. Введение регулируемой обратной св аи в схему устройства резко повышает эффективность возбуждени генерации и обеспечивает возможность управлени ею в зависимости от степени пол ризации дер. Этот положительный эффект четко про вилс при работе с активными средами, имеющими различные значени эффективного усилени сигнал а пол ризованных дер Э. (Э -Ц, где 3- - интенсивность равновесного сигнала ЯМР, Зу, - интенсивность сигна ла пол ризованных дер). В предлагаемом устройстве устойчивую генерацию получают с активной средой, имеющей эффективное усиление, равное 20-30 (состав средыД: 0,3 диметиловый эфир мезопорфинэ IX, 0,3 парабензохинон, 0,1 трифторуксусна кислота, растворитель - хлористый метилен, в то врем как в известном использовалась ереда , имеюща эффективное усиление 1000-3000. Кроме того, увеличение эффективности возбуждени позвол ет (дл известной активной среды) уменьшить интенсивность возбуждающего светового потока в раз.
Испытани показали надежность работы генератора, легкость и удобство получени генерационного i режима при небольших значени х эффективного усилени пол ризованных сигналов.
Предлагаемый генератор существенно расшир ет возможность получени генерации с различными активными средами , создает предпосылки дл построени компактных магнитометров, радиочастотных мазеров и других устройств.