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DE69318068T2 - Hohlraumresonator für eine Elektronenspinresonanz-Vorrichtung - Google Patents

Hohlraumresonator für eine Elektronenspinresonanz-Vorrichtung

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DE69318068T2
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cavity resonator
modulation
cavity
magnetic
side walls
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Akira C/O Sumitomo Spec.Metals Co. Ltd. Mishima-Gun Osaka Furuse
Kazuo C/O Nikkiso Co. Ltd. Tokyo Nakagawa
Akio C/O Sumitomo Spec. Metals Co. Ltd. Mishima-Gun Osaka Nakanishi
Atsushi C/O Nikkiso Co. Ltd. Tokyo Nukanobu
Makoto C/O Nikkiso Co. Ltd. Tokyo Tsuneda
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Nikkiso Co Ltd
Proterial Ltd
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Nikkiso Co Ltd
Sumitomo Special Metals Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/345Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR of waveguide type

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlraumresonator für einen Elektronenspinresonator gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Ein derartiger Hohlraumresonator ist aus der US-A-3&sub1;122,703 bekannt. Dieses Dokument zeigt einen Wellenleiter mit einer Seitenwand, die durch eine hohle Druckplatte auf diesem Wellenleiter angebracht ist. Die Seitenwand besteht aus keramischem Material, und es ist eine gerippte Dichtung vorgesehen, die den Wellenleiter und die Seitenwand trennt und abdichtet. Die Empfindlichkeit des bekannten Hohlraumresonators ist begrenzt. Selbst bei Anpassung der Konstruktion an die heutige Technologie sind die Empfindlichkeit und der Q- Faktor nicht ausreichend.
  • Aus "IEEE Transactions on Magnetics", Band 20, Nummer 5, 1. September 1994, Seiten 1945/1946 und aus der US-A-3,250,985 ist es bekannt, daß Wirbelströme dazu neigen, entlang der Oberfläche zu einem Bereich der Oberflächendicke zu strömen, die gleich oder geringer als die Eindringtiefe eines Skineffekts ist. Die Empfindlichkeit und der Q-Faktor der Ausführungsformen werden jedoch gegenüber der Ausführungsform gemäß der US-A-3,122,703 nicht verbessert.
  • Für Elektronenspinresonatoren ist eine Erfassungsempfindlichkeit einer der wichtigsten Faktoren. Beim Stand der Technik scheint es allgemein üblich zu sein, zur Verbesserung der Erfassungsempfindlichkeit eine überlagerung eines magnetischen Modulationsfelds mit einer Frequenz auf einem polarisierten statischen Magnetfeld für eine Verstärkung und anschließende Erfassung nur eines Signalbestandteils, der bei der Elektronenspinresonanz erscheint, zu verwenden. Es ist wünschenswert, ein Niederfrequenzrauschen aufgrund einer Signalverstärkung zu unterdrücken. Dies erfordert, daß das magnetische Modulationsfeld eine möglichst hohe Frequenz, aber in einem veranwortbaren Bereich eines Mikrowellen-Hohlraumresonators, aufweist. Zum Beispiel ist eine 100 kHz- Frequenz im allgemeinen als die Frequenz des magnetischen Modulationsfelds verfügbar. Das magnetische Modulationsfeld wird durch Anlegen eines Hochfrequenzstroms an eine Modulationsspule verursacht, die entweder in einem Außenraum oder einem Innenraum des Hohlraumresonators angeordnet ist. Das erstere ist ein äußeres Modulationssystem und das letztere ist ein inneres Modulationssystem.
  • Die beiden oben genannten Arten des Hohlraumresonators bringen jeweils die folgenden Probleme mit sich, die ausführlich beschrieben werden.
  • Es werden die Probleme mit dem Hohlraumresonator der inneren Modulationsart untersucht, bei dem die Frequenz des magnetischen Modulationsfelds 100 kHZ beträgt. Der Q-Faktor des Hohlraumresonators ist mit der Erfassungsempfindlichkeit des Elektronenspinresonators verbunden. Selbstverständlich ist es wünschenswert, daß der Q-Faktor einen möglichst hohen Wert aufweist. Beim Hohlraumresonator der inneren Modulationsart verursacht die Anordnung der Modulationsspule innerhalb des Hohlraumresonators jedoch eine Verminderung des Q-Faktors. Die Unterdrückung der Verminderung des Q-Faktors erfordert es, daß der Modulationsspule bei der Windungsanzahl und beim Windungsverhältnis Einschränkungen auferlegt werden. Körperlich wird die Windungsanzahl der Modulationsspule auf eine oder zwei Windungen herab eingeschränkt. Aus diesem Grund ist es schwierig, einen hohen Wirkungsgrad bei der Erzeugung des magnetischen Modulationsfelds durch eine solche Modulationsspule zu erhalten. Die Erzeugung eines notwendigen magnetischen Modulationsfelds zur Verursachung der Elektronenspinresonanz erfordert das Anlegen eines äußerst großen Modulationsstroms an eine solche Modulationsspule mit einer geringeren Windungsanzahl. Die Verwirklichung der Elektronenspinresonanz erfordert einen solch genauen Betrieb, um das Auftreten einer Mikrowellenundichtigkeit zu verhindern, aufgrund derer Drähte der Modulationsspule in eine Wand des Hohlraumresonators eindringen. Der äußerst große Modulationsstrom, der im Draht der Modulationsspule fließt, verursacht an einem durchdrungenen Abschnitt der Hohlraumresonatorwand einen Temperaturanstieg des Drahts der Modulationsspule, wodurch am durchdrungenen Abschnitt oft ein Spielraum auftritt.
  • Andererseits weist der Hohlraumresonator der äußeren Modulationsart, obgleich er nicht die oben erwähnten Probleme mit sich bringt, die folgenden Probleme auf. In diesem Fall ist es erforderlich, daß das magnetische Modulationsfeld die Wand des Hohlraumresonators durchdringt, da die Modulationsspule an der Außenseite des Hohlraumresonators angeordnet ist. Da die Wand des Hohlraumresonators aus einem leitfähigen Material hergestellt ist, bewirkt das magnetische Modulationsfeld oder magnetische Wechselfeld, das die Hohlraumresonatorwand durchdringt, daß um den durchdrungenen Abschnitt des Hohlraumresonators herum ein Wirbelstrom auftritt, um das Magnetfeld zu unterdrücken. Folglich verhindert der Wirbelstrom die Übertragung des magnetischen Modulationsfelds durch die Wand des Hohlraumresonators, was zu einer beträchtlichen Verminderung der Übertragungsfähigkeit des magnetischen Modulationsfelds durch die Wand des Hohlraumresonators führt. Wenn ein rechtwinkliger Hohlraumresonator TE&sub1;&sub0;&sub2; mit einer Seitenwanddicke von etwa 1,2 mm verwendet wird, wird die Intensität des ursprünglichen magnetischen Modulationsfelds von 100 kHz, das an der Außenseite des Hohlraumresonators auftritt, beträchtlich auf 10&supmin;&sup4; mal von diesem oder weniger gedämpft. Somit ist es schwierig, eine notwendige Intensität des magnetischen Modulationsfelds im Innenraum des Hohlraumresonators zu gewährleisten. Eine solche ungenügende Intensität des magnetischen Modulationsfelds führt zu einer Verschlechterung der Empfindlichkeit des Hohlraumresonators. Selbst, wenn dies nicht der Fall ist, schafft es eine Einschränkung der Verbesserung bei der Empfindlichkeit des Hohlraumresonators. Die Gewährleistung einer notwendigen Intensität des magnetischen Modulationsfelds im Innenraum des Hohlraumresonators erfordert weiterhin die Erzeugung eines äußerst großen magnetischen Modulationsfelds auf der Außenseite des Hohlraumresonators, dies ist natürlich nicht wünschenswert.
  • Der Hohlraumresonator der äußeren Modulationsart bringt weiterhin das folgende Problem mit sich. Wie es oben beschrieben ist, wird, da die Modulationsspule an der Außensite des Hohlraumresonators angeordnet ist, das an der Modulationsspule auftretende magnetische Modulationsfeld durch die Wand des Hohlraumresonators in dessen Innenraum übertragen. Die Übertragung des magnetischen Modulationsfelds durch die Hohlraumresonatorwand erzeugt an der Hohlraumresonatorwand einen Wirbelstrom. Der Wirbelstrom weist mit dem an den Hohlraumresonator angelegten statischen Magnetfeld eine Interferenz auf. Die Interferenz zwischen dem Wirbelstrom und dem statischen Magnetfeld bewirkt, daß der Hohlraumresonator eine Oszillation aufweist, deren Frequenz fast gleich der Frequenz des magnetischen Modulationsfelds ist. Dies schafft einen großen Einfluß auf die Empfindlichkeit des Hohlraumresonators. Dies führt nämlich zu einer beachtlichen Verschlechterung der Empfindlichkeit des Hohlraumresonators.
  • Zur Lösung der beiden oben genannten Probleme mit dem Hohlraumresonator der äußeren Modulationsart ist es aus folgendem Grund vorgeschlagen worden, ein magnetisches Modulationsfeld mit niedriger Frequenz an den Hohlraumresonator anzulegen. Wenn das magnetische Modulationsfeld eine relativ hohe Frequenz aufweist, weist der dadurch verursachte Wirbelstrom ebenso eine relativ hohe Frequenz auf. Ein solcher Hochfrequenz-Wirbelstrom an der Wand des Hohlraumresonators zeigt den Skineffekt mit einer Eindringtiefe, die zur Quadratwurzel der Frequenz des Wirbelstroms umgekehrt proportional ist. Die Frequenz des magnetischen Modulationsfelds ist fast gleich derjenigen des Wirbelstroms. Wenn die Frequenz des magnetischen Modulationsfelds klein wird, wird jedoch die Eindringtiefe des Skineffekts des Wirbelstroms groß. Die Frequenz des magnetischen Modulationsfelds wird so vermindert, daß die Eindringtiefe des Skineffekts des Wirbelstroms fast gleich der Wanddicke des Hohlraumresonators wird. Dies verhindert die Dämpfung der Intensität des magnetischen Modulationsfelds, wenn es die Wand des Hohlraumresonators durchdringt. Zum Beispiel ist es erforderlich, daß die Frequenz des magnetischen Modulationsfelds auf etwa 10 Hz bis 300 Hz vermindert wird, um die Dämpfung der Intensität des magnetischen Modulationsfelds zu verhindern. In diesem Fall muß, da die Frequenz des magnetischen Modulationsfelds niedrig ist, wie es oben beschrieben ist, die Empfindlichkeit des Hohlraumresonators unter der schlechteren Beeinflussung durch das Niederfrequenzrauschen, das im Signalverstärker auftritt, leiden.
  • Zur Lösung aller oben genannten Probleme mit den beiden oben genannten Hohlraumresonatorarten ist es somit erforderlich, einen ganz neuartigen Hohlraumresonator für Elektronenspinresonatoren zu entwickeln, der sowohl keinen äußerst großen Modulationsstrom aufweist als auch in der Lage ist, eine notwendige Intensität des magnetischen Modulationsfelds im Innenraum des Hohlraumresonators ohne eine unerwünschte Oszillation des Hohlraumresonators zur Verwirklichung einer hochempfindlichen Erfassung der Elektronenspinresonanz zu gewährleisten.
  • Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Hohlraumresonator für einen Elektronenspinresonator zu schaffen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Hohlraumresonator für einen Elektronenspinresonator zu schaffen, der in der Lage ist, eine hochempfindliche Erfassung einer Elektronenspinresonanz auszuführen.
  • Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Hohlraumresonator für einen Elektronenspinresonator zu schaffen, der keine unerwünschte Oszillation des Hohlraumresonators aufweist.
  • Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Hohlraumresonator für einen Elektronenspinresonator zu schaffen, der in der Lage ist, ohne einen äußerst großen Strom eine notwendige Intensität eines magnetischen Modulationsfelds in einem Innenraum des Hohlraumresonators zu gewährleisten.
  • Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, wie sie in Anspruch 1 offenbart ist, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die vorliegende Erfindung schafft einen neuartigen Hohlraumresonator für eine Elektronenspinresonanz-Vorrichtung, bei dem Modulationsspulen zur Erzeugung eines magnetischen Modulationsfelds, das an eine Probe im Hohlraumresonator angelegt werden soll, auf einer Außenseite des Hohlraumresonators angeordnet sind. Der Hohlraumresonator kann einen durch eine vorher festgelegte Länge, Breite und Höhe rechtwinklig festgelegten Körper aufweisen. Der Körper des Hohlraumresonators weist ein Paar Seitenwände auf, die zum magnetischen Modulationsfeld vertikal sind. Die Seitenwände des Körpers des Hohlraumresonators weisen jeweils zumindest dünne Abschnitte mit einer Dicke auf, die fast gleich oder geringer als eine Eindringtiefe eines Skineffekts ist, der an den Seitenwänden auftritt. Die Modulationsspulen sind auf den dünnen Abschnitten angeordnet, um das magnetische Modulationsfeld durch die dünnen Abschnitte in den Innenraum des Hohlraumresonators übertragen zu lassen.
  • Alternativ weist der rechtwinklig festgelegte Körper Zwischenwände auf, die mit Metallfolien überzogen sind, die zumindest eine ausreichend geringere Dicke als eine Eindringtiefe eines Skineffekts aufweisen, der an den Wänden auftritt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • Es zeigt:
  • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die einen neuartigen Hohlraumresonator für den Elektronenspinresonator in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die einen neuartigen Hohlraumresonator für den Elektronenspinresonator in einer zweiten Ausführungsform zeigt, die zu Erklärungszwecken beigefügt ist.
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft einen neuartigen Hohlraumresonator 10 des rechtwinkligen X-Bandmodus' TE&sub1;&sub0;&sub2;. Der neuartige Hohlraumresonator 10 weist einen rechtwinklig geformten Körper auf, der durch eine Hohlraumlänge L festgelegt ist, die gleich einer Wellenlänge eines Wellenleiters 18 ist. Der Wellenleiter 18 soll den Hohlraumresonator 10 und einen Mikrowellen-Schaltkreis verbinden, der nicht gezeigt ist. Der Körper des Hohlraumresonators 10 ist an einem seiner Enden mit einer Kupferplatte 12 verschlossen, die durch Verwendung von entweder Weich- oder Hartlöten kombiniert werden kann. Der Körper des Hohlraumresonators 10 weist an seinem gegenüberliegenden Ende einen Flansch 20 auf, der den Körper des Hohlraumresonators 10 und eine Platte 16 aus einem leitfähigen Material kombinieren soll. Die Platte 16 soll den Flansch 20 des Hohlraumresonators 10 und den Wellenleiter 18 kombinieren. Die Platte 16 weist an ihrem mittleren Abschnitt ein Durchgangsloch 14 auf, dessen Durchmesser so festgelegt ist, daß er an einen durch die Meßbedingungen geschaffenen Reflexionskoeffizienten angepaßt wird. Der Körper des Hohlraumresonators 10 weist weiterhin gegenüberliegende H- Seiten oder obere und untere Wände auf, die jeweils am mittleren Abschnitt mit Durchgangslöchern 22 und 22 ausgebildet sind, durch die die Probe in den Hohlraumresonator 10 eingebracht wird.
  • Der Körper des Hohlraumresonators 10 weist E-Seiten oder gegenüberliegende Seitenwände auf, die jeweils nicht einheitliche Dicken aufweisen. Die Seitenwände des Körpers des Hohlraumresonators weisen nämlich jeweils dünne Abschnitte 24 und 26 auf, von denen jeder eine geringere Dicke als diejenige des anderen Abschnitts der Seitenwand des Hohiraumresonatorkörpers aufweist. Die dünnen Abschnitte 24 und 26 der Seitenwände des Hohlraumresonatorkörpers sind jeweils durch eine Breite W und dieselbe Höhe wie der Körper des Hohlraumresonators 10 festgelegt. Die dünnen Abschnitte 24 und 26 sind als vertiefte Abschnitte in der äußeren Form auf den Seitenwänden des Hohlraumresonatorkörpers wiedergegeben, so daß Magnetfeld-Modulationsspulen in den vertieften Abschnitten aufgenommen sind. Die Breite W der dünnen Abschnitte 24 und 26 ist so festgelegt, daß sie gleich der Breite der H-Seiten des rechtwinkligen Körpers des Hohlraumresonators 10 ist. Weiterhin ist die Breite W der dünnen Abschnitte 24 und 26 fast gleich der Breite der Magnetfeld-Modulationsspule, um eine Einheitlichkeit des magnetischen Modulationsfelds, das an die Probe im rechtwinkligen Hohlraumresonatorkörper angelegt werden soll, zu gewährleisten.
  • Die dünnen Abschnitte 24 und 26 des rechtwinkligen Körpers des Hohlraumresonators 10 weisen eine Dicke t&sub1; auf, die so festgelegt ist, daß sie fast gleich oder geringer als eine Eindringtiefe des Skineffekts ist, der durch die hohe Frequenz des magnetischen Modulationsfelds wiedergegeben ist. Die Eindringtiefe des Skineffekts hängt vom Material des Hohlraumresonatorkörpers ab. Zum Beispiel ist es möglich, daß die Dicke der dünnen Abschnitte 24 und 26 im Bereich von 30 um bis 100 um liegt, wenn der rechtwinklige Körper des Hohlraumresonators 10 aus Kupfer hergestellt ist. Körperlich können die dünnen Abschnitte 24 und 26 durch Ätzen der Seitenwände oder der H-Seiten des Hohlraumresonatorkörpers durch mechanische Verfahren oder anodische Polierverfahren ausgebildet werden. Somit ist die Dicke t&sub1; im Bereich von 30 um bis 100 um in der Festigkeit des dünnen Abschnitts verfügbar. Weiterhin wird, da die Modulationsspulen auf den dünnen Abschnitten 24 und 26 des Hohlraumresonatorkörpers angeordnet sind, die Festigkeit der dünnen Abschnitte 24 und 26 verbessert.
  • Somit ist die Dicke der dünnen Abschnitte 24 und 26 des rechtwinkligen Körpers des Hohlraumresonators 10 so gering, daß das magnetische Modulationsfeld von den Modulationsspulen in den Innenraum des Hohlraumresonatorkörpers übertragen werden kann, ohne eine große Dämpfung zu erleiden. Ein Übertragungskoeffizient des magnetischen Modulationsfelds liegt im Bereich von 53 % bis 28 %, was die Gewährleistung einer notwendigen Intensität des magnetischen Modulationsfelds im Innenraum des rechtwinkligen Hohlraumresonatorkörpers ermöglicht. Die notwendige Intensität des an die Probe im Innenraum des Hohlraumresonators 10 angelegten magnetischen Modulationsfelds ist in der Lage, die Elektronenspinresonanz für eine hochempfindliche Erfassung zu bewirken. Zur Gewährleistung der erforderlichen Intensität des magnetischen Modulationsfelds ist es nicht notwendig, irgendeinen äußerst großen Strom anzulegen. Der neuartige Hohlraumresonator weist auch keine unerwünschte Oszillation auf.
  • Obgleich die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den neuartigen rechtwinkligen X-Bandmodus-Hohlraumresonator TE&sub1;&sub0;&sub2; schafft, kann die vorliegende Erfindung natürlich auch für andere Hohlraumresonatorarten, wie z.B. den Hohlraumresonator der K-Band- oder der Q-Bandart, verwendet werden. Dabei ist es möglich, da die K-Band- oder die Q-Bandart relativ klein ist, daß die Mitte jeder der Seitenwände des Hohlraumresonators aus dem dünnen Abschnitt ausgebildet ist, dessen Dicke gleich oder geringer als die Eindringtiefe des Skineffekts ist.
  • Eine zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Die zweite Ausführungsform schafft einen anderen neuartigen Hohlraumresonator 30 des rechtwinkligen X-Bandmodus' TE&sub1;&sub0;&sub2;. Der neuartige Hohlraumresonator 30 weist einen rechtwinklig geformten Körper auf, der durch eine Hohlraumlänge L festgelegt ist, die gleich einer Wellenlänge eines Wellenleiters 18 ist. Der Hohlraumresonator 30 kann aus keramischen Substraten für gedruckte Leiterplatten oder integrierte Mikrowellen-Leiterplatten ausgebildet sein. Der Wellenleiter 18 soll den Hohlraumresonator 30 und einen Mikrowellen- Schaltkreis verbinden, der nicht gezeigt ist. Der Körper des Hohlraumresonators 30 ist an einem seiner Enden mit einer Keramikplatte 40 verschlossen. Der Körper des Hohiraumresonators 30 weist an seinem gegenüberliegenden Ende einen Flansch 42 auf, der den Körper des Hohlraumresonators 30 und eine Platte 46 aus einem leitfähigen Material kombinieren soll. Die Platte 46 soll den Flansch 42 des Hohlraumresonators 30 und den Wellenleiter 18 kombinieren. Die Platte 46 weist an ihrem mittleren Abschnitt ein Durchgangsloch 44 auf, dessen Durchmesser so festgelegt ist, daß er an einen durch die Meßbedingungen geschaffenen Reflexionskoeffizienten angepaßt wird. Der Körper des Hohlraumresonators 30 weist weiterhin obere und untere Wande 26 und 32 auf, die jeweils am mittleren Abschnitt mit Durchgangslöchern 38 und 38 ausgebildet sind, durch die die Probe in den Hohlraumresonator 30 eingebracht wird. Der Körper des Hohlraumresonators 30 weist auch gegenüberliegende Seitenwände auf, die jeweils eine einheitliche Dicke aufweisen. Die untere Wand 32 erhält an ihren Kantenflächen ein Metallisierungsverfahren durch Verwendung von Gold. Weiterhin erhält auch eine Innenwand des Hohlraumresonators an ihren Kantenflächen ein Metallisierungsverfahren durch Verwendung von Gold zur Verbesserung der Leitfähigkeit und des Q-Faktors.
  • Der durch die zweite Ausführungsform geschaffene neuartige Hohlraumresonator unterscheidet sich dadurch von demjenigen der ersten Ausführungsform, daß jede der Innenwände des rechtwinkligen Hohlraumresonators 30 mit einer Metallfolie 34 überzogen ist, die eine Dicke t&sub2; aufweist. Jede Wand des Hohlraumresonators 30 kann eine Kombination aus der Keramikplatte für die gedruckte Leiterplatte mit der Metallfolie 34 aufweisen, deren Dicke 30 um beträgt, wobei die Gesamtdicke T jeder der Hohlraumresonatorwände 1,2 mm beträgt. In diesem Fall erhält man 68 % des Übertragungskoeffizienten des magnetischen Modulationsfelds. Alternativ kann jede Wand des Hohlraumresonators 30 eine Kombination aus der Keramikplatte für die integrierte Mikrowellen-Leiterplatte mit der Metallfolie 34 aufweisen, deren Dicke im Bereich von 3 um bis 20 um liegt. Die Dicke der Metallfolie 34, die jede Wand des Hohlraumresonators 30 bedeckt ist so festgelegt, daß sie ausreichend geringer als diejenige der Eindringtiefe des Skineffekts ist. In diesem Fall zeigt das an die Probe im Innenraum des Hohlraumresonators angelegte magnetische Modulationsfeld fast null Dämpfung. Dies ermöglicht die Gewährleistung einer notwendigen Intensität des magnetischen Modulationsfelds im Innenraum des rechtwinkligen Hohlraumresonatorkörpers. Die notwendige Intensität des an die Probe im Innenraum des Hohlraumresonators 30 angelegten magnetischen Modulationsfelds ist in der Lage, die Elektronenspinresonanz für eine hochempfindliche Erfassung zu bewirken. Zur Gewährleistung der erforderlichen Intensität des magnetischen Modulationsfelds ist es nicht notwendig, irgendeinen äußerst großen Strom anzulegen. Der neuartige Hohlraumresonator weist auch keine unerwünschte Oszillation auf. Somit ist der Hohlraumresonator in der Leichtigkeit der Herstellung und geringen Kosten aufgrund der Verwendung von handelsüblichen Materialien attraktiv.
  • Während Abänderungen der vorliegenden Erfindung für einen Fachmann mit den gewöhnlichen Kenntnissen der Technik, zu der die Erfindung gehört, zweifellos ersichtlich sind, versteht es sich, daß die durch Darstellungen gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen keinesfalls in einem einschränkenden Sinn betrachtet werden sollen. Dementsprechend ist es beabsichtigt, alle Abänderungen, die in den Umfang der Erfindung fallen, durch die Ansprüche abzudecken.

Claims (6)

1. Ein Hohlraumresonator (10) für eine Elektronenspinresonanz- Vorrichtung, wobei der Hohlraumresonator (10) einen Körper mit gegenüberliegenden Seitenwänden aufweist, von denen jede einen ausgesparten dünnen Abschnitt (24, 26) aufweist, auf dem eine Modulationsspule zur Erzeugung eines magnetischen Modulationsfelds angeordnet ist, das durch den ausgesparten dünnen Abschnitt (24, 26) auf einen Innenraum des Hohlraumresonator (10) übertragen werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgesparten dünnen Abschnitte der Seitenwände eine Dicke aufweisen, die fast gleich oder geringer als eine Eindringtiefe eines Skineffekts ist, und mindestens eine gesamte innere Oberfläche jeder der Wände, die die ausgesparten dünnen Abschnitte aufweisen, eine glatte und durchgehende ebene Fläche aus einem einheitlichen Material aufweist.
2. Hohlraumresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Abschnitte (24, 26), die in den Seitenwänden des Hohlraumresonators (10) ausgebildet sind, sowohl dieselbe löhe als auch Breite wie der Hohlraumresonator aufweisen.
3. Hohlraumresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Abschnitte (24, 26) jeweils die Gesamtheiten der Seitenwände des Hohlraumresonators (10) teilen.
4. Hohlraumresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Abschnitte (24, 26) jeweils eine Dicke im Bereich von 30 um bis 100 um aufweisen, wenn die Seitenwände aus Kupfer hergestellt sind.
5. Hohlraumresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraumresonator (10) ein Paar obere und untere Wände aufweist, die jeweils Durchgangslöcher (22, 22) aufweisen, durch die eine Probe in das Innere des Hohlraumresonators eingebracht wird.
6. Hohlraumresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraumresonator einen Flansch (20) aufweist, um durch eine metallische Platte (16) mit einem Loch (14) mit einem Wellenleiter (18) verbunden zu werden.
DE69318068T 1992-06-09 1993-06-08 Hohlraumresonator für eine Elektronenspinresonanz-Vorrichtung Expired - Lifetime DE69318068T2 (de)

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