JPS6149620B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6149620B2 JPS6149620B2 JP6205181A JP6205181A JPS6149620B2 JP S6149620 B2 JPS6149620 B2 JP S6149620B2 JP 6205181 A JP6205181 A JP 6205181A JP 6205181 A JP6205181 A JP 6205181A JP S6149620 B2 JPS6149620 B2 JP S6149620B2
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- Japan
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- signal
- magnetic field
- field strength
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- esr
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Links
- 238000004435 EPR spectroscopy Methods 0.000 claims description 6
- 238000001362 electron spin resonance spectrum Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
- G01N24/10—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using electron paramagnetic resonance
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子スピン共鳴装置（ESR装置）に
関し、特に正確な積分処理を行うことのできる
ESR装置に関する。
関し、特に正確な積分処理を行うことのできる
ESR装置に関する。
ESR装置における定量測定は、第１図に示す
様に含有量既知の標準試料（例えばMn++）のESR
スペクトルと未知試料のESRスペクトルのピー
ク強度比、即ちP2／P1を求めることにより行つて
いる。この時正確な測定を行うためにはESRス
ペクトルのSN比を改善する必要がある。
様に含有量既知の標準試料（例えばMn++）のESR
スペクトルと未知試料のESRスペクトルのピー
ク強度比、即ちP2／P1を求めることにより行つて
いる。この時正確な測定を行うためにはESRス
ペクトルのSN比を改善する必要がある。
一般にESR装置においてSN比を改善するため
には、繰返し磁場掃引を行い、得られるESRス
ペクトルを積算することが行われている。しかし
ながら上記の様な定量測定の場合にはピーク強度
値のみが必要で、全体のESRスペクトルは不要
であるので、磁場掃引は行わず磁場強度を未知試
料のピーク相当位置m1に固定し、その時得られ
るESR信号を積分器を用いて積分するようにし
ている。この様にすれば必要なピークの信号値の
みを積分できるので極めて効率良くSN比を改善
することができる。
には、繰返し磁場掃引を行い、得られるESRス
ペクトルを積算することが行われている。しかし
ながら上記の様な定量測定の場合にはピーク強度
値のみが必要で、全体のESRスペクトルは不要
であるので、磁場掃引は行わず磁場強度を未知試
料のピーク相当位置m1に固定し、その時得られ
るESR信号を積分器を用いて積分するようにし
ている。この様にすれば必要なピークの信号値の
みを積分できるので極めて効率良くSN比を改善
することができる。
ところでこの方法では積分器へ送るESR信号
の零レベルを正確に設定しなければ積分値に大き
な誤差が含まれてしまうことになるが、未知試料
のESR信号は一般に微弱でノイズが多く含まれ
ているので、その中から事実上の零レベルを見つ
けることは極めて困難である。又ESR装置自体
が温度等の関係でドリフトを起こし、ESR信号
の零レベルが積分期間中に変動してしまうことも
避けられない。これらの問題点により従来正確な
積分値を得ることができず、従つて定量測定の精
度が損なわれる結果となつていた。
の零レベルを正確に設定しなければ積分値に大き
な誤差が含まれてしまうことになるが、未知試料
のESR信号は一般に微弱でノイズが多く含まれ
ているので、その中から事実上の零レベルを見つ
けることは極めて困難である。又ESR装置自体
が温度等の関係でドリフトを起こし、ESR信号
の零レベルが積分期間中に変動してしまうことも
避けられない。これらの問題点により従来正確な
積分値を得ることができず、従つて定量測定の精
度が損なわれる結果となつていた。
本発明は微分波形で必ず正負のピークを持つと
いうESR信号の特徴に着目し、交互に正負のピ
ーク値を検出して一方のピーク値はそのまま、又
他方のピーク値は反転して積分を行うことにより
上述した従来の問題点を解決するものである。即
ち第２図ａ，ｂに示す様に０レベルがどこに設定
されていても、正のピーク値Pa，Pbと負のピー
ク値Pa′，Pb′の差Pa−Pa′，Pb−Pb′の値は不変
であるから、この差の値を積分する様にすれば０
レベルの影響がなくなり、積分精度を飛躍的に高
めることができる。
いうESR信号の特徴に着目し、交互に正負のピ
ーク値を検出して一方のピーク値はそのまま、又
他方のピーク値は反転して積分を行うことにより
上述した従来の問題点を解決するものである。即
ち第２図ａ，ｂに示す様に０レベルがどこに設定
されていても、正のピーク値Pa，Pbと負のピー
ク値Pa′，Pb′の差Pa−Pa′，Pb−Pb′の値は不変
であるから、この差の値を積分する様にすれば０
レベルの影響がなくなり、積分精度を飛躍的に高
めることができる。
第３図はこの様な基本思想に基づく本発明の一
実施例の構成を示す図である。同図において１，
２は対向して配置された磁極であり、該磁極間に
は空胴共振器３，変調コイル４，磁場掃引コイル
５が配置されている。該変調コイル４には高周波
発振器６からの変調信号（例えば100KHz）が供
給され、又上記共振器３にはサーキユレータ，ア
ツテネータ，移相器等より構成されるマイクロ波
ブリツジ回路７を介してガン発振器８からのマイ
クロ波が導波管により供給される。該共振器３内
に配置された試料の電子スピン共鳴により該共振
器３の整合がくずれて発生した反射波はブリツジ
回路７を介してマイクロ波検出器９の方向へ取出
され、該検出器９により検出される。得られた検
出信号は前置増幅器１０，100KHz同調増幅器１
１を介して位相検波器１２へ送られる。
実施例の構成を示す図である。同図において１，
２は対向して配置された磁極であり、該磁極間に
は空胴共振器３，変調コイル４，磁場掃引コイル
５が配置されている。該変調コイル４には高周波
発振器６からの変調信号（例えば100KHz）が供
給され、又上記共振器３にはサーキユレータ，ア
ツテネータ，移相器等より構成されるマイクロ波
ブリツジ回路７を介してガン発振器８からのマイ
クロ波が導波管により供給される。該共振器３内
に配置された試料の電子スピン共鳴により該共振
器３の整合がくずれて発生した反射波はブリツジ
回路７を介してマイクロ波検出器９の方向へ取出
され、該検出器９により検出される。得られた検
出信号は前置増幅器１０，100KHz同調増幅器１
１を介して位相検波器１２へ送られる。
該検波器１２には前記発振器６からの変調信号
が参照信号として供給されており、検波により得
られたESR信号はバツフア増幅器１３を通過し
た後同時に切換えられるスイツチ１４，１５によ
り利得が等しく設定された非反転増幅器１６又は
反転増幅器１７を介して積分器１８へ供給され
る。該積分器１８の出力はコンピユータ１９によ
り読出されて記憶される。
が参照信号として供給されており、検波により得
られたESR信号はバツフア増幅器１３を通過し
た後同時に切換えられるスイツチ１４，１５によ
り利得が等しく設定された非反転増幅器１６又は
反転増幅器１７を介して積分器１８へ供給され
る。該積分器１８の出力はコンピユータ１９によ
り読出されて記憶される。
２０，２１は２種の磁場強度に対応する２種の
基準電圧V1，V2を作成するためのポテンシヨメ
ータであり、得られる２種の基準電圧は切換スイ
ツチ２２を介して前記磁場掃引コイル５を駆動す
る駆動回路２３へ交互に供給される。２４は該ス
イツチ２２及び前記スイツチ１３，１４の切換を
上記コンピユータ１８からのタイミング信号に基
づいて行うための切換回路である。
基準電圧V1，V2を作成するためのポテンシヨメ
ータであり、得られる２種の基準電圧は切換スイ
ツチ２２を介して前記磁場掃引コイル５を駆動す
る駆動回路２３へ交互に供給される。２４は該ス
イツチ２２及び前記スイツチ１３，１４の切換を
上記コンピユータ１８からのタイミング信号に基
づいて行うための切換回路である。
上述の如き構成において、ポテンシヨメータ２
０は第２図における正ピーク位置の磁場強度m1
に対応する一定レベル信号V1を発生し、ポテン
シヨメータ２１は同じく負ピーク位置の磁場強度
m2に対応する一定レベル信号V2を発生する様に
予め設定されている。そしてスイツチ２２は切換
回路２４から送られる一定周波数の方形波信号に
よつて切換えられるため、磁極間磁場強度は第４
図ａに示す様にm1とm2に交互に切換えられるこ
とになる。従つて検波器１２から得られるESR
信号は第４図ｂに示す様に磁場強度がm1の期間
T1には第２図ａの場合であれば正ピーク信号Pa
が得られ、m2の期間T2には負ピーク信号Pa′が得
られる。
０は第２図における正ピーク位置の磁場強度m1
に対応する一定レベル信号V1を発生し、ポテン
シヨメータ２１は同じく負ピーク位置の磁場強度
m2に対応する一定レベル信号V2を発生する様に
予め設定されている。そしてスイツチ２２は切換
回路２４から送られる一定周波数の方形波信号に
よつて切換えられるため、磁極間磁場強度は第４
図ａに示す様にm1とm2に交互に切換えられるこ
とになる。従つて検波器１２から得られるESR
信号は第４図ｂに示す様に磁場強度がm1の期間
T1には第２図ａの場合であれば正ピーク信号Pa
が得られ、m2の期間T2には負ピーク信号Pa′が得
られる。
この時スイツチ１４，１５は磁場強度の切換え
に同期して２つの接点S1，S2へ第４図ｃに示すタ
イミングで切換えられるため、信号Paは非反転
増幅器１６を介して、又信号Pa′は反転増幅器１
７を介して第４図ｄに示す形で積分器１８へ供給
される。従つて積分器１８は１周期（T1＋T2）毎
に先に述べたPa−Pa′の演算を行うことになり、
これを多数回繰返して積分すれば、その積分出力
は先に述べた理由により０レベルの設定誤差を含
まない正確なものとなる。更にESR信号の０レ
ベルがドリフトしても、そのドリフトに対して磁
場強度切換の周期（T1＋T2）が十分短かく１周期
の間に極端な変動がなければ、そのドリフトを実
質的にキヤンセルすることができる。
に同期して２つの接点S1，S2へ第４図ｃに示すタ
イミングで切換えられるため、信号Paは非反転
増幅器１６を介して、又信号Pa′は反転増幅器１
７を介して第４図ｄに示す形で積分器１８へ供給
される。従つて積分器１８は１周期（T1＋T2）毎
に先に述べたPa−Pa′の演算を行うことになり、
これを多数回繰返して積分すれば、その積分出力
は先に述べた理由により０レベルの設定誤差を含
まない正確なものとなる。更にESR信号の０レ
ベルがドリフトしても、そのドリフトに対して磁
場強度切換の周期（T1＋T2）が十分短かく１周期
の間に極端な変動がなければ、そのドリフトを実
質的にキヤンセルすることができる。
第１図は従来の問題点を説明するための図、第
２図は本発明の考え方を説明するための図、第３
図は本発明の一実施例の構成を示す図、第４図は
その動作を説明するための波形図である。 ３……空胴共振器、９……マイクロ波検出器、
１２……位相検波器、１４，１５……切換スイツ
チ、１６……非反転増幅器、１７……反転増幅
器、１８……積分器、２０，２１……ポテンシヨ
メータ、２２……切換スイツチ、２４……切換回
路。
２図は本発明の考え方を説明するための図、第３
図は本発明の一実施例の構成を示す図、第４図は
その動作を説明するための波形図である。 ３……空胴共振器、９……マイクロ波検出器、
１２……位相検波器、１４，１５……切換スイツ
チ、１６……非反転増幅器、１７……反転増幅
器、１８……積分器、２０，２１……ポテンシヨ
メータ、２２……切換スイツチ、２４……切換回
路。
Claims (1)
- １ 試料に印加する直流磁場強度を１つの電子ス
ピン共鳴スペクトルピーク中の正ピーク位置に対
応する磁場強度と負ピーク位置に対応する磁場強
度の２段階に繰返し切換える手段と、各磁場強度
において得られる電子スピン共鳴信号が供給され
る積分手段と、電子スピン共鳴信号を増幅するた
めの非反転増幅器及び反転増幅器と、各磁場強度
において得られる電子スピン共鳴信号のうち一方
が上記非反転増幅器を介して上記積分手段へ供給
され、他方が上記反転増幅器をして上記積分手段
へ供給されるように、上記積分手段へ供給される
信号を前記直流磁場強度の切換えに同期して切換
える切換え手段とを備えたことを特徴とする電子
スピン共鳴装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6205181A JPS57175943A (en) | 1981-04-24 | 1981-04-24 | Electron spin resonance device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6205181A JPS57175943A (en) | 1981-04-24 | 1981-04-24 | Electron spin resonance device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57175943A JPS57175943A (en) | 1982-10-29 |
| JPS6149620B2 true JPS6149620B2 (ja) | 1986-10-30 |
Family
ID=13188959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6205181A Granted JPS57175943A (en) | 1981-04-24 | 1981-04-24 | Electron spin resonance device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57175943A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0659008A (ja) * | 1992-08-06 | 1994-03-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 物性測定装置およびその測定方法 |
| JP4041900B2 (ja) * | 2005-06-28 | 2008-02-06 | 国立大学法人山形大学 | 電子スピン共鳴測定装置の自動制御装置 |
| JP5024860B2 (ja) * | 2006-06-26 | 2012-09-12 | 株式会社 Ｊｅｏｌ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ | Ｅｓｒ装置 |
-
1981
- 1981-04-24 JP JP6205181A patent/JPS57175943A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57175943A (en) | 1982-10-29 |
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