DH809A微波顺磁共振系统说明书

1、型微波顺磁共振实验系统说 明 书北京大华无线电仪器厂目录1.概述2.系统的工作原理3磁共振实验仪的要紧技术指标4.系统的安装利用和操作5.系统的成套性6质量保证概述微波顺磁共振实验系统是依照高等院校近代物理实验教学大纲 而设计的一套简单的教学装置， 它适用于物理等专业的学生在微波频段做顺磁电子自旋共振实验：本实验装置能够完成以下实验任务： 研究了解自旋共振现象： 测量中的朗德因子值； 了解和把握微波器件在电子自旋共振中的应用；从矩形谐振腔长度的转变， 进一步明白得谐振腔中的驻波场型，并确信波导波长。利用样品有机自由基在谐振腔中的位置转变，探测微波磁场的情形，来确信微波的波导波长。系统的工作原理

2、微波顺磁共振实验系统是在三厘米频段（频率 9370MHz周围）进行电子自旋共振实验的。 采纳了可调式矩形谐振腔， 因此使整套装置结构简单明了，易于教学实验。微波顺磁共振实验系统见图一图一：微波顺磁共振实验系统微波顺磁共振实验系统方框图见图二。图中微波信号发生器为系统提供频率约为9370MHz的微波信号，微波信号通过隔离器、衰减器、波长计到魔T 的 H臂，魔 T 将信号平分磁共振实验仪调谐终负端载单螺H面调配器弯波导磁场调相扫场扫场调平衡检波灵敏度电源检波轴可变磁场扫场检波轴轴衰减器波 长表魔T隔 离器检 波器隔离器振荡器磁极H面耦合片样品示波器弯波导谐 振 腔信号源主机轴轴磁极DH1121B信

3、 号 源图 一微波顺磁共振实验系统连接图后别离进入相邻两臂。可调矩形样品谐振腔，通过输入端的耦合片，可使微波能量进入 微波谐振腔，矩形谐振腔的结尾是可移动的活塞，用来改变谐振腔的 长度。为了保证样品老是处于微波磁场的最强处，在谐振腔的宽边正 中开了一条窄缝，通过机械传动装置可使实验样品处于谐振腔中的任 何位置，并可从贴在窄边上的刻度直接读出，实验样品为密封于一段细玻璃管中的有机自由基。系统中，磁共振实验仪的“轴”输出为示波器提供同步信号，调剂“调相”旋钮可使正弦波的负半周扫描的共振吸收峰与正半周的共 振吸收峰重合。当用示波器观看时，扫描信号为磁共振实验仪的轴 输出的 z 正弦波信号，轴为检波器

4、检出的微波信号。将磁场强度H 的数值及微波频率f的数值代入磁共振条件就能够够求得朗德因子值。由于这套装置采纳可调矩形谐振腔，因此还可作如下实验：调剂 短路活塞位置使谐振腔长度在134mm左右，将样品放在中间位置，通过调剂，从示波器上观看到电子共振吸收信号后，维持短路活塞位置 不动，将样品位置移动一段位置S，电子自旋共振吸收信号再次显现， 距离 S 即是 g/2 。磁共振实验仪的要紧技术指标磁场最大输出电压：20V输出电流调剂范围：0-3源效应：1 10+5mA电压表精度：级1 字电流表精度：级1 字扫场最大输出电压：6V输出电流调剂范围：0相位调剂范围：180系统的安装、利用和操作本实验系统按

5、图一所示的方框图安装连接后。在利用本实验系统之前，必然要认真阅读系统中各类仪器、设备的说明书，要做到正确 利用，熟练操作。鉴于高等院校近代物理实验教学讲义对微波顺磁共振实验的任务和步骤讲的很详细，本说明书仅对实验系统仪器的利用 和操作做介绍。按图一所示连接系统，将可变衰减器顺时针旋至最大，开启系统中各仪器的电源，预热20 分钟。将顺磁共振实验仪的旋钮和按钮作如下设置：“磁场” 逆时针调到最低，“扫场” 顺时针调到最大。 按下“检波”按钮，“扫场”按钮弹起，现在磁共振实验仪处于检波状态。（ 注：切勿同时按下 ）。将样品位置刻度尺置于90mm处，样品置于磁场正中央。将单螺调配器的探针逆时针旋至“”

6、刻度。信号源工作于等幅工作状态，调剂可变衰减器及“检波灵敏度”旋钮使磁共振实验仪的调谐电表指示占满度的2/3 以上。用波长表测定微波信号的频率，方式是：旋转波长表的测微头，找 到电表跌落点，查波长表-刻度表即可确信振荡频率，假设振荡频率不在9370MHz，应调剂信号源的振荡频率，使其接近9370MHz的振荡频率。 测定完频率后， 须将波长表刻度旋开谐振点。为使样品谐振腔对微波信号谐振，调剂样品谐振腔的可调终端活 塞，使调谐电表指示最小，现在，样品谐振腔中的驻波散布如图二示用意所示。为了提高系统的灵敏度，可减小可变衰减器的衰减量，使调谐电表显示尽可能提高。然后，调剂魔两支臂中所接的样品谐振腔上的

7、活塞和单螺调配器，使调谐电表尽可能向小的方向转变。假设指示过小，可调剂灵敏度选钮提高灵敏度，使指示增大。按下“扫场”按钮。这时，现在，调谐电表指示为扫场电流的相对指示，调剂“扫场”旋钮可改变扫场电流。067,4图二谐振腔中的驻波散布示用意顺时针调剂磁场电流，当电流达到之间时，示波器上即可显现如图三（ b）所示的电子共振信号。Hh（ a）（b）图三共振波形假设共振波形峰值较小，或示波器图形显示欠佳，可采纳以下四种方式调整：将可变衰减器反时针旋转，减小衰减量。增大微波功率。正时针调剂“扫场”旋钮，加大扫场电流。提高示波器的灵敏度。调剂微波信号源振荡腔法兰盘上的调剂钉，可加大微波输出功率。假设共振波形左右不对称，调剂单螺调配器的深度及左右位置，或改变样品在磁场中的位置，微调样品腔使共振波形成中意为止。调剂“调相”旋钮即可使双共振峰处于适合的位置。用高斯计测得外磁场，用公式rg eH r2mc计算 g 因子。（g因子一样在之间）。为了取得腔体的波导波长g，可移动样品的位置，两信号之间距离即为 g/2 。系统的成套性序号名称数量备注1信号源12可变衰减器13波长表14魔 T15匹配负载16单螺调配器17检波器18矩型样品谐振腔1含样片9H面弯波导210耦合片111波导