JPS6311623B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6311623B2 JPS6311623B2 JP58088676A JP8867683A JPS6311623B2 JP S6311623 B2 JPS6311623 B2 JP S6311623B2 JP 58088676 A JP58088676 A JP 58088676A JP 8867683 A JP8867683 A JP 8867683A JP S6311623 B2 JPS6311623 B2 JP S6311623B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- pulse
- cavity resonator
- hole
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/60—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using electron paramagnetic resonance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子スピン共鳴装置に関し、特にス
ピンエコー測定に好適な電子スピン共鳴装置に関
するものである。
ピンエコー測定に好適な電子スピン共鳴装置に関
するものである。
第１図は、電子スピン共鳴装置でスピンエコー
測定を行う際に用いられる従来の構成を示し、図
において１はマイクロ波パルス発生器、２はマジ
ツクＴ回路、３は該マジツクＴ回路２に接続され
た空胴共振器、４はマジツクＴ回路２から取出さ
れた空胴共振器３からの反射波を受信するための
マイクロ波検出器である。実際の測定では、パル
ス発生器１から第２図に示すように間隔Ｔをおい
たπ／２パルス（電子スピンを90゜回転させる時
間幅及び強度を持つマイクロ波パルス）とπパル
ス（同じく180゜回転させる時間幅及び強度を持つ
マイクロ波パルス）から成るパルス列を空胴共振
器３へ送り、期間Ｔ後に出現するエコー信号Ｅを
検出する。そして、Ｔを変化させた時のＥの変化
をプロツトすることにより核と電子の相互関係を
調べたり、エコー信号をフーリエ変換してスペク
トル信号を得たりすることが行われている。
測定を行う際に用いられる従来の構成を示し、図
において１はマイクロ波パルス発生器、２はマジ
ツクＴ回路、３は該マジツクＴ回路２に接続され
た空胴共振器、４はマジツクＴ回路２から取出さ
れた空胴共振器３からの反射波を受信するための
マイクロ波検出器である。実際の測定では、パル
ス発生器１から第２図に示すように間隔Ｔをおい
たπ／２パルス（電子スピンを90゜回転させる時
間幅及び強度を持つマイクロ波パルス）とπパル
ス（同じく180゜回転させる時間幅及び強度を持つ
マイクロ波パルス）から成るパルス列を空胴共振
器３へ送り、期間Ｔ後に出現するエコー信号Ｅを
検出する。そして、Ｔを変化させた時のＥの変化
をプロツトすることにより核と電子の相互関係を
調べたり、エコー信号をフーリエ変換してスペク
トル信号を得たりすることが行われている。
ところが、従来用いている第１図の装置では、
パルス発生器側で正しく第２図ａに示すパルス列
を発生し空胴共振器へ送つても、空胴共振器にお
いてマイクロ波パルスの立ち下がりに発生するリ
ンギング等のため、共振器３から反射して来るマ
イクロ波は第２図ｂに示すように大きく裾を引い
たものとなり、入力パルスの1/106以下の強度し
か持たないエコー信号は、その裾の中に隠れてし
まい検出することが容易でなかつた。Ｔを長くし
て裾の強度が小さくなつてからエコー信号を検出
することも考えられるが、エコー信号はＴが長く
なると強度が小さくなるので、この場合も検出は
困難となる。
パルス発生器側で正しく第２図ａに示すパルス列
を発生し空胴共振器へ送つても、空胴共振器にお
いてマイクロ波パルスの立ち下がりに発生するリ
ンギング等のため、共振器３から反射して来るマ
イクロ波は第２図ｂに示すように大きく裾を引い
たものとなり、入力パルスの1/106以下の強度し
か持たないエコー信号は、その裾の中に隠れてし
まい検出することが容易でなかつた。Ｔを長くし
て裾の強度が小さくなつてからエコー信号を検出
することも考えられるが、エコー信号はＴが長く
なると強度が小さくなるので、この場合も検出は
困難となる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであ
り、エコー信号を容易に検出することのできるス
ピンエコー測定装置を提供することを目的として
いる。
り、エコー信号を容易に検出することのできるス
ピンエコー測定装置を提供することを目的として
いる。
本発明は、マイクロ波パルス又はパルス列を作
成する手段と、該パルス作成手段からのマイクロ
波が周面に設けられた入力穴から内部へ供給され
る円筒型空胴共振器と、該空胴共振器の円筒中心
軸に関し前記入力穴と略90゜の角度を持つ位置に
あけられた出力穴に接続されるマイクロ波検出手
段とを備えたことを特徴としている。以下、図面
を用いて本発明を詳述する。
成する手段と、該パルス作成手段からのマイクロ
波が周面に設けられた入力穴から内部へ供給され
る円筒型空胴共振器と、該空胴共振器の円筒中心
軸に関し前記入力穴と略90゜の角度を持つ位置に
あけられた出力穴に接続されるマイクロ波検出手
段とを備えたことを特徴としている。以下、図面
を用いて本発明を詳述する。
第３図は本発明の一実施例の構成を示し、第１
図の実施例と同一の構成要素には同一番号が付さ
れている。第３図において、パルス発生器１から
発生したマイクロ波パルスは、アツテネータ５を
介して円筒内で該円筒の中心を通るある平面に対
称な高周波磁界を持つ、例えばTE11nモード円
筒型空胴共振器６へ供給される。該空胴共振器６
は、第４図ａにＡ−Ａ断面図、ｂにＢ−Ｂ断面図
を夫々示すように、入力穴７と出力穴８を有し、
２つの穴は円筒の中心軸Ｏに関し90゜の角度を成
すように開けられている。第４図において９は入
力側導波管、１０は出力側導波管である。該導波
管１０を介して取出されたマイクロ波は、リミツ
タ１１を介してマイクロ波検出器４へ導かれて検
出される。得られた検出信号は、増幅器１２、Ａ
−Ｄ変換器１３を介してコンピユータ１４及びレ
コーダ１５へ送られる。１６は共振器部分に直流
磁場を印加するための磁石である。
図の実施例と同一の構成要素には同一番号が付さ
れている。第３図において、パルス発生器１から
発生したマイクロ波パルスは、アツテネータ５を
介して円筒内で該円筒の中心を通るある平面に対
称な高周波磁界を持つ、例えばTE11nモード円
筒型空胴共振器６へ供給される。該空胴共振器６
は、第４図ａにＡ−Ａ断面図、ｂにＢ−Ｂ断面図
を夫々示すように、入力穴７と出力穴８を有し、
２つの穴は円筒の中心軸Ｏに関し90゜の角度を成
すように開けられている。第４図において９は入
力側導波管、１０は出力側導波管である。該導波
管１０を介して取出されたマイクロ波は、リミツ
タ１１を介してマイクロ波検出器４へ導かれて検
出される。得られた検出信号は、増幅器１２、Ａ
−Ｄ変換器１３を介してコンピユータ１４及びレ
コーダ１５へ送られる。１６は共振器部分に直流
磁場を印加するための磁石である。
第５図はTE112モードを例にとつて円筒型空胴
共振器６内のマイクロ波磁界の分布を示す。図か
ら分るように、共振器内部には、２つの閉ループ
磁界が発生し、試料を入れた試料管Ｓは、２つの
磁界の境界部分に挿入される。この部分の磁界は
第４図にも破線で示すように中心軸Ｏと入力穴７
を結ぶ方向（ｙ方向）に発生している。
共振器６内のマイクロ波磁界の分布を示す。図か
ら分るように、共振器内部には、２つの閉ループ
磁界が発生し、試料を入れた試料管Ｓは、２つの
磁界の境界部分に挿入される。この部分の磁界は
第４図にも破線で示すように中心軸Ｏと入力穴７
を結ぶ方向（ｙ方向）に発生している。
上述の如き構成において、出力穴８の位置で
は、第４図ｂに示すように磁界が矢印Ｃの方向を
向いているため、この出力穴８からはこのままの
状態ではマイクロ波は外部へ漏れず、磁界の方向
や矢印Ｃからずれた場合にのみ外部へ漏れ、磁界
の方向が出力穴１０の方向を向いた時漏れが最高
となる。
は、第４図ｂに示すように磁界が矢印Ｃの方向を
向いているため、この出力穴８からはこのままの
状態ではマイクロ波は外部へ漏れず、磁界の方向
や矢印Ｃからずれた場合にのみ外部へ漏れ、磁界
の方向が出力穴１０の方向を向いた時漏れが最高
となる。
前述したリンギング発生時の成分は、円筒面が
完全円でない等の理由により実際にはC′のように
ｘ方向にも成分を持つ。（第４図ｂ） そのずれによつて発生したＯから出力穴８へ向
かう方向成分はｄとわずかである。その点、入力
穴と出力穴が同一であつた第１図の従来例では、
Ｏから出力穴へ向かうｙ方向成分はｅと極めて大
きくなり、その分外部へマイクロ波が漏れて第２
図ｂに示すように大きく裾を引く原因となつてい
た。本発明者の実測では、本発明では入力側と出
力側のアイソレーシヨンは電力比で−20dB以上
あり、従つて入力側と出力側のアイソレーシヨン
が不可能だつた従来装置に比べリンギングによる
マイクロ波の漏れは1/100以下になつたことにな
り、第２図ｃに示すようにリンギングによる裾は
素早く減衰する。このようにリンギングの影響が
素早く収まるので、Ｔを短くすることができ、そ
の分強度の大きな状態でエコー信号をSN比良く
検出することが可能となる。
完全円でない等の理由により実際にはC′のように
ｘ方向にも成分を持つ。（第４図ｂ） そのずれによつて発生したＯから出力穴８へ向
かう方向成分はｄとわずかである。その点、入力
穴と出力穴が同一であつた第１図の従来例では、
Ｏから出力穴へ向かうｙ方向成分はｅと極めて大
きくなり、その分外部へマイクロ波が漏れて第２
図ｂに示すように大きく裾を引く原因となつてい
た。本発明者の実測では、本発明では入力側と出
力側のアイソレーシヨンは電力比で−20dB以上
あり、従つて入力側と出力側のアイソレーシヨン
が不可能だつた従来装置に比べリンギングによる
マイクロ波の漏れは1/100以下になつたことにな
り、第２図ｃに示すようにリンギングによる裾は
素早く減衰する。このようにリンギングの影響が
素早く収まるので、Ｔを短くすることができ、そ
の分強度の大きな状態でエコー信号をSN比良く
検出することが可能となる。
一方、検出される共鳴信号強度について検討す
ると、励起パルスを与えた直後に誘起される信号
強度をMx（ｔ）（穴７から取り出される信号強
度）、My（ｔ）（穴８から取り出される信号強度）
とすれば、Mx（ｔ）、My（ｔ）は夫々以下の通り
表わされる。
ると、励起パルスを与えた直後に誘起される信号
強度をMx（ｔ）（穴７から取り出される信号強
度）、My（ｔ）（穴８から取り出される信号強度）
とすれば、Mx（ｔ）、My（ｔ）は夫々以下の通り
表わされる。
Mx（ｔ）＝M0cosωt・exp（−ｘ／T2）
My（ｔ）＝M0sinωt・exp（−ｘ／T2）
上式においてM0は平衡状態における磁化ベク
トル、ωはラーモア周波数、T2は横緩和時間で
ある。
トル、ωはラーモア周波数、T2は横緩和時間で
ある。
Mx（ｔ）は入力穴から検出を行う第１図の従
来例に相当し、My（ｔ）は本発明の場合である。
上式を比較すれば分るように、Mx（ｔ）とMy
（ｔ）は90゜の位相差はあるものの、信号強度は同
一である。従つて本発明では、リンギングの影響
を抑圧しても共鳴信号が抑圧されることはなく、
共鳴信号は第１図の従来例と同一水準で検出する
ことが可能である。
来例に相当し、My（ｔ）は本発明の場合である。
上式を比較すれば分るように、Mx（ｔ）とMy
（ｔ）は90゜の位相差はあるものの、信号強度は同
一である。従つて本発明では、リンギングの影響
を抑圧しても共鳴信号が抑圧されることはなく、
共鳴信号は第１図の従来例と同一水準で検出する
ことが可能である。
以上詳述した如く本発明によれば、エコー信号
をSN比及び感度良く測定できる装置が実現され
る。
をSN比及び感度良く測定できる装置が実現され
る。
尚、入力穴と出力穴は軸Ｏに関して90゜の角度
を成せば良く、例えば入力穴７を軸Ｏを中心に
90゜回転させた位置に出力穴８を設けるようにし
ても良いことは言うまでもない。
を成せば良く、例えば入力穴７を軸Ｏを中心に
90゜回転させた位置に出力穴８を設けるようにし
ても良いことは言うまでもない。
第１図は従来の構成を示す図、第２図は従来の
問題点を説明するための波形図及び本発明に基づ
く波形図、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Ａ−Ａ及びＢ−Ｂ断面図、第
５図は共振器内のモードを示すための図である。 １：マイクロ波パルス発生器、４：マイクロ波
検出器、６：円筒型空胴共振器、７：入力穴、
８：出力穴、９，１０：導波管、１６：磁石。
問題点を説明するための波形図及び本発明に基づ
く波形図、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Ａ−Ａ及びＢ−Ｂ断面図、第
５図は共振器内のモードを示すための図である。 １：マイクロ波パルス発生器、４：マイクロ波
検出器、６：円筒型空胴共振器、７：入力穴、
８：出力穴、９，１０：導波管、１６：磁石。
Claims (1)
- １ マイクロ波パルス又はパルス列を作成する手
段と、該パルス作成手段からのマイクロ波が周面
に設けられた入力穴から内部へ供給される円筒型
空胴共振器と、該空胴共振器の円筒中心軸に関し
前記入力穴と略90゜の角度を持つ位置にあけられ
た出力穴に接続されるマイクロ波検出手段とを備
えたことを特徴とするスピンエコー測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58088676A JPS59214746A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | スピンエコ−測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58088676A JPS59214746A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | スピンエコ−測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59214746A JPS59214746A (ja) | 1984-12-04 |
| JPS6311623B2 true JPS6311623B2 (ja) | 1988-03-15 |
Family
ID=13949423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58088676A Granted JPS59214746A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | スピンエコ−測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59214746A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6030591B2 (ja) * | 2014-03-04 | 2016-11-24 | 日本電信電話株式会社 | 量子メモリの制御方法 |
-
1983
- 1983-05-20 JP JP58088676A patent/JPS59214746A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59214746A (ja) | 1984-12-04 |
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