微波段電子自旋共振實驗

1、.PAGE ：.；PAGE - 14 -微波段電子自旋共振實驗【實驗?zāi)康摹?. 了解和掌握各個微波波導(dǎo)器件的功能和調(diào)理方法。2. 了解電子自旋共振的根本原理，比較電子自旋共振與核磁共振各自的特點。3察看在微波段電子自旋共振景象，丈量DPPH樣品自在基中電子的朗德因子。4. 了解諧振腔中TE10波構(gòu)成駐波的情況，調(diào)理樣品腔長，丈量不同的共振點，確定波導(dǎo)波長。5根據(jù)DPPH樣品的譜線寬度，估算樣品的橫向弛豫時間?！緦嶒瀮x器】FD-ESR-C型微波電子自旋共振實驗儀，雙蹤示波器【實驗原理】概述:電子自旋的概念是Pauli在1924年首先提出的。1925年，S.A.Goudsmit和G.Uhlenbe

2、ck用它來解釋某種元素的光譜精細(xì)構(gòu)造獲得勝利。Stern和Ger1aok也以實驗直接證明了電子自旋磁矩的存在。電子自旋共振(Electron Spin Resonance)縮寫為ESR，又稱順磁共振(縮寫為EPR,Paramagnetic Resonance)。它是指處于恒定磁場中的電子自旋磁矩在射頻電磁場作用下發(fā)生的一種磁能級間的共振躍遷景象。這種共振躍遷景象只能發(fā)生在原子的固有磁矩不為零的順磁資料中，稱為電子順磁共振。1944年由前蘇聯(lián)的柴伏依斯基首先發(fā)現(xiàn)。它與核磁共振(NMR)景象非常類似，所以1945年P(guān)urcell、Paund、Bloch和Hanson等人提出的NMR實驗技術(shù)后來也被

3、用來觀測ESR景象。ESR己勝利地被運用于順磁物質(zhì)的研討,目前它在化學(xué)、物理、生物和醫(yī)學(xué)等各方面都獲得了極其廣泛的運用。例如發(fā)現(xiàn)過渡族元素的離子、研討半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷、離子晶體的構(gòu)造、金屬和半導(dǎo)體中電子交換的速度以及導(dǎo)電電子的性質(zhì)等。所以，ESR是一種重要的近代物理實驗技術(shù)。ESR的研討對象是具有不成對電子的物質(zhì)，如(1)具有奇數(shù)個電子的原子，象氫原子；(2)內(nèi)電子殼層未被充溢的離子，如過渡族元素的離子；(3)具有奇數(shù)個電子的分子，如NO； (4)某些雖不含奇數(shù)個電子，但總角動量不為零的分子，如O2 ；(5)在反響過程中或物質(zhì)因受輻射作用產(chǎn)生的自在基；(6)金屬半導(dǎo)體中的未成對電子等等，經(jīng)

4、過對電子自旋共振波譜的研討，即可得到有關(guān)分子、原子或離子中未偶電子的形狀及其周圍環(huán)境方面的信息，從而得到有關(guān)的物理構(gòu)造和化學(xué)鍵方面的知識。用電子自旋共振方法研討未成對的電子，可以獲得其它方法不能得到或不能準(zhǔn)確得到的數(shù)據(jù)。如電子所在的位置，游離基所占的百分?jǐn)?shù)等等。一、儀器簡介FD-ESR-C型微波電子自旋共振實驗安裝主要由四部分組成：磁鐵系統(tǒng)、微波系統(tǒng)、實驗主機系統(tǒng)。它主要用來丈量DPPH樣品的ESR吸收譜線，丈量g因子，并分析微波系統(tǒng)的特性。如圖1所示。圖1 FD-ESR-C型微波段電子自旋共振實驗儀FD-ESR-C型微波電子自旋共振實驗儀技術(shù)目的：1短路活塞 調(diào)理范圍 065mm2樣品管外徑

5、 4.8mm3微波頻率計 丈量范圍 8.2GHz-12.4GHz 分辨率 0.005GHz4數(shù)字式高斯計 丈量范圍 02T 分辨率 0.0001T5.波導(dǎo)規(guī)格：BJ-100(波導(dǎo)內(nèi)尺寸：22.86mm10.16mm)二、本卷須知1.磁極間隙在儀器出廠前曾經(jīng)調(diào)整好，實驗時最好不要自行調(diào)理，以免偏離共振磁場過大。2.維護(hù)好高斯計探頭，防止彎折、擠壓。3.勵磁電流要緩慢調(diào)整，同時仔細(xì)留意波形變化，才干識別出共振吸收峰。三、實驗原理1實驗樣品本實驗丈量的規(guī)范樣品為含有自在基的有機物DPPHDi-phenyl-picryl-Hydrazyl，稱為二苯基苦酸基聯(lián)氨，分子式為，構(gòu)造式如圖2所示。圖2 DPP

6、H的分子構(gòu)造式它的第二個N原子少了一個共價鍵，有一個未偶電子，或者說一個未配對的“自在電子，是一個穩(wěn)定的有機自在基。對于這種自在電子，它只需自旋角動量而沒有軌道角動量。或者說它的軌道角動量完全猝滅了。所以在實驗中可以容易地察看到電子自旋共振景象。由于DPPH中的“自在電子并不是完全自在的，其g因子規(guī)范值為2.0036，規(guī)范線寬為2.710-4T。2電子自旋共振ESR與核磁共振NMR的比較。電子自旋共振ESR和核磁共振NMR分別研討未偶電子和磁性核塞曼能級間的共振躍遷，根本原理和實驗方法上有許多共同之處，如共振與共振條件的經(jīng)典處置，量子力學(xué)描畫、弛豫實際及描畫宏觀磁化矢量的唯象布洛赫方程等。由于

7、玻爾磁子和核磁子之比等于質(zhì)子質(zhì)量和電子質(zhì)量之比1836.152710371986年國際引薦值，因此，在一樣磁場下核塞曼能級裂距較電子塞曼能級裂距小三個數(shù)量級。這樣在通常磁場條件下ESR的頻率范圍落在了電磁波譜的微波段，所以在弱磁場的情況下，可以察看電子自旋共振景象。根據(jù)玻爾茲曼分布規(guī)律，能級裂距大，上、下能級間粒子數(shù)的差值也大，因此ESR的靈敏度較NMR高，可以檢測低至10-4mol的樣品，例如半導(dǎo)體中微量的特殊雜質(zhì)。此外，由于電子磁矩較核磁矩大三個數(shù)量級，電子的順磁弛豫相互作用較核弛豫相互作用強很多，縱向弛豫時間T1和橫向弛豫時間T2普通都很短，因此除自在基外，ESR譜線普通都較寬。ESR只

8、能調(diào)查與未偶電子相關(guān)的幾個原子范圍內(nèi)的部分構(gòu)造信息，對有機化合物的分析遠(yuǎn)不如NMR優(yōu)越；但是ESR能方便的用于研討固體。ESR的最大特點，在于它是檢測物質(zhì)中未偶電子唯不斷接的方法，只需資料中有順磁中心，就可以進(jìn)展研討。即使樣品中本來不存在未偶電子，也可以用吸附、電解、熱解、高能輻射、氧化復(fù)原等化學(xué)反響和人工方法產(chǎn)生順磁中心。3電子自旋共振條件由原子物理學(xué)可知，原子中電子的軌道角動量和自旋角動量會引起相應(yīng)的軌道磁矩和自旋磁矩，而和的總角動量引起相應(yīng)的電子總磁矩為 1式中為電子質(zhì)量，為電子電荷，負(fù)號表示電子總磁矩方向與總角動量方向相反，是一個無量綱的常數(shù)，稱為朗德因子。按照量子實際，電子的L-S耦

9、合結(jié)果，朗德因子為 2式中,分別為對原子角動量有奉獻(xiàn)的各電子所合成的總軌道角動量和自旋角動量量子數(shù)。由上式可見，假設(shè)原子的磁矩完全由電子自旋所奉獻(xiàn)，那么，反之，假設(shè)磁矩完全由電子的軌道磁矩所奉獻(xiàn)，那么。假設(shè)兩者都有奉獻(xiàn)，那么的值在1與2之間。因此，與原子的詳細(xì)構(gòu)造有關(guān)，經(jīng)過實驗準(zhǔn)確測定的數(shù)值可以判別電子運動形狀的影響，從而有助于了解原子的構(gòu)造。通常原子磁矩的單位用波爾磁子表示，這樣原子中的電子的磁矩可以寫成 3式中稱為旋磁比 4由量子力學(xué)可知，在外磁場中角動量和磁矩在空間的取向是量子化的。在外磁場方向Z軸的投影 5 6式中為磁量子數(shù)，。當(dāng)原子磁矩不為零的順磁物質(zhì)置于恒定外磁場中時，其相互作用能

10、也是不延續(xù)的，其相應(yīng)的能量為 7不同磁量子數(shù)所對應(yīng)的形狀上的電子具有不同的能量。各磁能及是等距分裂的，兩相鄰磁能級之間的能量差為 8假設(shè)在垂直于恒定外磁場方向上加一交變電磁場，其頻率滿足 9當(dāng)時，電子在相鄰能級間就有躍遷。這種在交變磁場作用下，電子自旋磁矩與外磁場相互作用所產(chǎn)生的能級間的共振吸收和輻射景象，稱為電子自旋共振ESR。式9即為共振條件，可以寫成 10或者 11對于樣品DPPH來說，朗德因子參考值為，將，和值帶入上式可得這里取， 12在此的單位為高斯1Gs=T，的單位為兆赫茲MHz，假照實驗時用波段的微波，頻率為9370MHz，那么共振時相應(yīng)的磁感應(yīng)強度要求到達(dá)3342Gs。共振吸收

11、的另一個必要條件是在平衡形狀下，低能態(tài)的粒子數(shù)比高能態(tài)的粒子數(shù)多，這樣才可以顯示出宏觀總體共振吸收，由于熱平衡時粒子數(shù)分布服從玻爾茲曼分布 13由13式可知，由于，顯然有，即吸收躍遷占優(yōu)勢，然而隨著時間推移以及過程的充分進(jìn)展，勢必使與之差趨于減小，甚至能夠反轉(zhuǎn)，于是吸收效應(yīng)會減少甚至停頓，但實踐并非如此，由于包含大量原子或離子的順磁體系中，自旋磁矩之間隨時都在相互作用而交換能量，同時自旋磁矩又與周圍的其他質(zhì)點晶格相互作用而交換能量，這使處在高能態(tài)的電子自旋有時機把它的能量傳送出去而回到低能態(tài)，這個過程稱為弛豫過程，正是弛豫過程的存在，才干維持著延續(xù)不斷的磁共振吸收效應(yīng)。弛豫過程所需的時間稱為弛

12、豫時間，實際證明 14稱為“自旋晶格弛豫時間，也稱為“縱向弛豫時間，稱為“自旋晶格弛豫時間，也稱為“橫向弛豫時間。4譜線寬度與光譜線一樣，ESR譜線也有一定的寬度。假設(shè)頻寬用表示，那么，相應(yīng)有一個能級差的不確定量，根據(jù)測不準(zhǔn)原理，為能級壽命，于是有 15這就意味著粒子在上能級上的壽命的縮短將導(dǎo)致譜線加寬。導(dǎo)致粒子能級壽命縮短的根本緣由是自旋晶格相互作用和自旋自旋相互作用。對于大部分自在基來說，起主要作用的是自旋自旋相互作用。這種相互作用包括了未偶電子與相鄰原子核自旋之間以及兩個分子的未偶電子之間的相互作用。因此譜線寬度反映了粒子間相互作用的信息，是電子自旋共振譜的一個重要參數(shù)。用移相器信號作為

13、示波器掃描信號，可以得到如圖3所示的圖形，測定吸收峰的半高寬或者稱譜線寬度，假設(shè)譜線為洛倫茲型，那么有 16其中旋磁比，這樣即可以計算出共振樣品的橫向弛豫時間。圖3 根據(jù)樣品吸收譜線的半高寬計算橫向弛豫時間微波根底知識與微波器件1微涉及其傳輸由于微波的波長短，頻率高，它曾經(jīng)成為一種電磁輻射，所以傳輸微波就不能用普通的金屬導(dǎo)線。常用的微波傳輸器件有同軸線、波導(dǎo)管、帶狀線和微帶線等，引導(dǎo)電磁波傳播的空心金屬管稱為波導(dǎo)管。常見的波導(dǎo)管有矩形波導(dǎo)管和圓柱形波導(dǎo)管兩種。從電磁場實際知道，在自在空間傳播的電磁波是橫波，簡寫為TEM波，實際分析闡明，在波導(dǎo)中只能存在以下兩種電磁波：波，即橫電波，它的電場只需

14、橫向分量而磁場有縱向分量；波，即橫磁波，它的磁場只需橫向分量而電場存在縱橫分量，在實踐運用中，總是把波導(dǎo)設(shè)計成只能傳輸單一波形。波是矩形波導(dǎo)中最簡單和最常運用的一種波型，也稱為主波型。圖4 矩形波導(dǎo)管普通截面為的、均勻的、無限長的矩形波導(dǎo)如圖4所示，管壁為理想導(dǎo)體，管內(nèi)充以介電常數(shù)為，磁導(dǎo)率為的介質(zhì)，那么沿方向傳播的波的各分量為 17 18 19 20其中為電磁波的角頻率，稱為相位常數(shù)， 21稱為波導(dǎo)波長，為截止或臨界波長對微波電子自旋共振實驗系統(tǒng)中，為電磁波在自在空間的波長。波具有以下特性：a存在一個截止波長，只需波長的電磁波才干在波導(dǎo)管中傳播。b波長為的電磁波在波導(dǎo)中傳播時，波長變?yōu)?。c電

15、場矢量垂直于波導(dǎo)寬壁只需，沿方向兩邊為0，中間最強，沿方向是均勻的。磁場矢量在波導(dǎo)寬壁的平面內(nèi)只需、，的含義是TE表示電場只需橫向分量。1表示場沿寬邊方向有一個最大值，0表示場沿窄邊方向沒有變化例如，表示場沿寬邊和窄邊分別有和個最大值。 實踐運用時，波導(dǎo)不是無限長的，它的終端普通接有負(fù)載，當(dāng)入射電磁波沒有被負(fù)載全部吸收時，波導(dǎo)中就存在反射波而構(gòu)成駐波，為此引入反射系數(shù)和駐波比來描畫這種形狀。 22 23、分別是某橫截面處電場反射波和電場入射波，是它們之間的相位差。和分別是波導(dǎo)中駐波電場最大值和最小值。和的關(guān)系為 24當(dāng)微波功率全部被負(fù)載吸收而沒有反射時，此形狀稱為匹配形狀，此時，波導(dǎo)內(nèi)是行波形

16、狀。當(dāng)終端為理想導(dǎo)體時，構(gòu)成全反射，那么，稱為全駐波形狀。當(dāng)終端為恣意負(fù)載時，有部分反射，此時為行駐波形狀混波形狀。2微波器件1固態(tài)微波信號源教學(xué)儀器中常用的微波振蕩器有兩種，一種是反射式速調(diào)管振蕩器，另外一種是耿式Gunn二極管振蕩器，也稱為體效應(yīng)二極管振蕩器，或者稱為固態(tài)源。耿式二極管振蕩器的中心是耿式二極管。耿式二極管主要是基于n型砷化鎵的導(dǎo)帶雙谷高能谷和低能谷構(gòu)造。1963年耿式在實驗中察看到，在n型砷化鎵樣品的兩端加上直流電壓，當(dāng)電壓較小時樣品電流隨電壓的增高而增大；當(dāng)電壓超越某一臨界值后，隨著電壓的增高電流反而減小，這種隨著電場的添加電流下降的景象稱為負(fù)阻效應(yīng)，電壓繼續(xù)增大，那么電

17、流趨向于飽和，如圖5所示，這闡明n型砷化鎵樣品具有負(fù)阻特性。圖5 耿式二極管的電流電壓特性砷化鎵的負(fù)阻特性可以用半導(dǎo)體能帶實際解釋，如圖6所示，砷化鎵是一種多能谷資料，其中具有最低能量的主谷和能量較高的臨近子谷具有不同的性質(zhì)，當(dāng)電子處于主谷時有效質(zhì)量較小，那么遷移率較高；當(dāng)電子處于子谷時有效質(zhì)量較大，那么遷移率較低。在常溫且無外加磁場時，大部分電子處于電子遷移率高而有效質(zhì)量低的主谷，隨著外加磁場的增大，電子平均漂移速度也增大；當(dāng)外加電場大到足夠使主谷的電子能量添加至0.36eV時，部分電子轉(zhuǎn)移到子谷，在那里遷移率低而有效質(zhì)量較大，其結(jié)果是隨著外加電壓的增大，電子的平均漂移速度反而減小。圖6 砷

18、化鎵的能帶構(gòu)造 圖7 耿式管中疇的構(gòu)成、傳播和消逝過程圖7所示為一耿式二極管表示圖。在管兩端加電壓，當(dāng)管內(nèi)電場略大于為負(fù)阻效應(yīng)起始電場強度時，由于管內(nèi)部分電量的不均勻漲落通常在陰極附近，在陰極端開場生成電荷的偶極疇，偶極疇的構(gòu)成使疇內(nèi)電場增大而使疇外電場下降，從而進(jìn)一步使疇內(nèi)的電子轉(zhuǎn)入高能谷，直至疇內(nèi)電子全部進(jìn)入高能谷，疇不再長大。以后，偶極疇在外電場作用下以飽和漂移速度向陽極挪動直至消逝。而后整個電場重新上升，再次反復(fù)一樣的過程，周而復(fù)始的產(chǎn)生疇的建立、挪動和消逝，構(gòu)成電流的周期性振蕩，構(gòu)成一連串很窄的電流，這就是耿式二極管道振蕩原理。耿式二極管的任務(wù)頻率主要由偶極疇的渡越時間決議，實踐運用

19、中，普通將耿式二極管裝在金屬諧振腔中做成振蕩器，經(jīng)過改動腔體內(nèi)的機械調(diào)諧安裝可以在一定范圍內(nèi)改動耿式二極管的任務(wù)頻率。2隔離器隔離器是一種不可逆的衰減器，在正方向或者需求傳輸?shù)姆较蛏纤乃p量很小，約0.1dB左右，反方向的衰減量那么很大，到達(dá)幾十dB，；兩個方向的衰減量之比為隔離度。假設(shè)在微波源后面加隔離器，它對輸出功率的衰減量很小，但對于負(fù)載反射回來的反射波衰減量很大。這樣，可以防止因負(fù)載變化使微波源的頻率及輸出功率發(fā)生變化，即在微波源和負(fù)載之間起到隔離的作用。3環(huán)行器環(huán)行器是一種多端口定向傳輸電磁波的微波器件，其中運用最多的是三端口和四端口環(huán)形器。以下以三端口結(jié)型波導(dǎo)環(huán)行器為例來闡明其特

20、性。圖8 環(huán)行器構(gòu)造由于三個分支波導(dǎo)交于一個微波結(jié)上，所以稱為“結(jié)型。這里分支傳輸線為波導(dǎo)，但也可以由同軸線或微帶線等構(gòu)成。該環(huán)形器內(nèi)裝有一個圓柱形鐵氧體柱，為了使電磁波產(chǎn)生場移效應(yīng)，通常在鐵氧體柱上沿軸向施加恒磁場，根據(jù)場移效應(yīng)原理，被磁化的鐵氧體將對經(jīng)過的電磁波產(chǎn)生場移，如圖8所示，當(dāng)電磁波由臂1饋入時，由于場移效應(yīng)，它將向臂2方向，同樣道理由臂2饋入的電磁波也只向臂3方向偏移而不饋入臂1，依此類推，該環(huán)行器將具有向右定向傳輸?shù)奶匦?。鐵氧體環(huán)行器經(jīng)常運用于微波源與微波腔體之間，特別是在反響環(huán)境非常惡劣的情況下可以維護(hù)發(fā)生電源與磁控管的平安。4晶體檢波器微波檢波系統(tǒng)采用半導(dǎo)體點接觸二極管又稱

21、微波二極管，外殼為高頻鋁瓷管，如圖9所示，晶體檢波器就是一段波導(dǎo)和裝在其中的微波二極管，將微波二極管插入波導(dǎo)寬臂中，使它對波導(dǎo)兩寬臂間的感應(yīng)電壓與該處的電場強度成正比進(jìn)展檢波。 圖9晶體檢波器構(gòu)造5雙T調(diào)配器調(diào)配器是用來使它后面的微波部件調(diào)成匹配，匹配就是使微波可以完全進(jìn)入而一點也不能反射回來。微波段電子自旋共振運用的是雙T調(diào)配器，其構(gòu)造如圖10所示，圖10 雙T接頭調(diào)配器它是由雙T接頭構(gòu)成，在接頭的H臂和E臂內(nèi)各接有可以活動的短路活塞，改動短路活塞在臂中的位置，便可以使得系統(tǒng)匹配。由于這種匹配器無妨害系統(tǒng)的功率傳輸和構(gòu)造上具有某些機械的對稱性，因此具有以下優(yōu)點：a)可以運用在高功率傳輸系統(tǒng)，

22、尤其是在毫米波波段；b有較寬的頻帶；c)有很寬的駐波匹配范圍。雙T調(diào)配器調(diào)理方法：在駐波不太大的情況下，先調(diào)諧E臂活塞，使駐波減至最小，然后再調(diào)諧H臂活塞，就可以得到近似的匹配駐波比s1.10，假設(shè)駐波較大，那么需求反復(fù)調(diào)諧E臂和H臂活塞，才干使駐波比降低到很小的程度駐波比s1.02。6頻率計教學(xué)實驗儀器中運用較多的是“吸收式諧振頻率計，諧振式頻率計包含一個裝有調(diào)諧柱塞的圓柱形空腔，腔外有GHz的數(shù)字讀出器，空腔經(jīng)過隙孔耦合到一段直波導(dǎo)管上，諧振式頻率計的腔體經(jīng)過耦合元件與待測微波信號的傳輸波導(dǎo)相銜接，構(gòu)成波導(dǎo)的分支，當(dāng)頻率計的腔體失諧時，腔里的電磁場極為微弱，此時它不吸收微波功率，也根本上不

23、影響波導(dǎo)中波的傳輸，呼應(yīng)的系統(tǒng)終端輸出端的信號檢測器上所指示的為一恒定大小的信號輸出，丈量頻率時，調(diào)理頻率計上的調(diào)諧機構(gòu)，將腔體調(diào)理至諧振，此時波導(dǎo)中的電磁場就有部分功率進(jìn)入腔內(nèi)，使得到達(dá)終端信號檢測器的微波功率明顯減少，只需讀出對應(yīng)系統(tǒng)輸出為最小值時調(diào)諧機構(gòu)上的讀數(shù)，就得到所丈量的微波頻率。7扭波導(dǎo)改動波導(dǎo)中電磁波的偏振方向?qū)﹄姶挪o衰減，主要作用便于機械安裝由于磁鐵產(chǎn)生磁場方向為程度方向，而磁鐵產(chǎn)生磁場必需垂直于矩形波導(dǎo)的寬邊，而前面的微波源、雙T調(diào)配器以及頻率計的寬邊均為程度方向。8矩形諧振腔矩形諧振腔是由一段矩形波導(dǎo)，一端用金屬片封鎖而成，封鎖片上開一小孔，讓微波功率進(jìn)入，另一端接短路

24、活塞，組成反射式諧振腔，腔內(nèi)的電磁波構(gòu)成駐波，因此諧振腔內(nèi)各點電場和磁場的振幅有一定的分布，實驗時被測樣品放在交變磁場最大處，而穩(wěn)恒磁場垂至于波導(dǎo)寬邊這也是前面引見的扭波導(dǎo)的作用表達(dá)，由于穩(wěn)恒磁場處于程度方向比較容易，這樣可以保證穩(wěn)恒磁場和交變磁場相互垂直。9短路活塞短路活塞是接在傳輸系統(tǒng)終端的單臂微波元件，如圖11所示，它接在終端對入射微波功率幾乎全部反射而不吸收，從而在傳輸系統(tǒng)中構(gòu)成純駐波形狀。它是一個可挪動金屬短路面的矩形波導(dǎo)，也可稱可變短路器。其短路面的位置可經(jīng)過螺旋來調(diào)理并可直接讀數(shù)。在微波段電子自旋共振實驗系統(tǒng)中短路活塞與矩形諧振腔組成一個可調(diào)式的矩形諧振腔。圖11 短路活塞安裝圖

25、整套微波系統(tǒng)安裝完好后如圖12所示，從左至右依次為微波源、隔離器、環(huán)行器另一邊有檢波器、雙T調(diào)配器、頻率計、扭波導(dǎo)、諧振腔、短路活塞。圖12 微波段電子自旋共振微波系統(tǒng)完好安裝安裝圖【實驗過程】1將實驗主機與微波系統(tǒng)、電磁鐵以及示波器銜接，詳細(xì)方法為：高斯計探頭與實驗主機上的五芯航空座相連，并將探頭固定在諧振腔邊上磁場空隙處與樣檔次置大致平行，用同軸線將主機“DC12V輸出與微波源相連，用兩根帶紅黑手槍插頭銜接線將勵磁電源與電磁鐵相連，用Q9線將主機“掃面電源與磁鐵掃描線圈相連，用Q9線將檢波器與示波器相連，放入樣品，開啟實驗主機和示波器的電源,預(yù)熱20分鐘。2調(diào)理主機“電磁鐵勵磁電源調(diào)理電位

26、器，改動勵磁電流，察看數(shù)字式高斯計表頭讀數(shù)，假設(shè)隨著勵磁電流表頭顯示為電壓，由于線圈發(fā)熱很小，電壓與勵磁電流成線性關(guān)系添加，高斯計讀數(shù)增大闡明勵磁線圈產(chǎn)生磁場與永磁鐵產(chǎn)生磁場方向一致，反之，那么兩者方向相反，此時只需將紅黑插頭交換遺下即可，由小至大改動勵磁電流，記錄電壓讀數(shù)與高斯計讀數(shù)，做電壓磁感應(yīng)強度關(guān)系圖，找出關(guān)系式，在后面的丈量中可以不用高斯計，而經(jīng)過擬合關(guān)系式計算得出中心磁感應(yīng)強度數(shù)值。3調(diào)理雙T調(diào)配器的兩臂上的短路活塞，察看示波器上信號線能否有跳動，假設(shè)有跳動闡明微波系統(tǒng)任務(wù)，如無跳動，檢查12V電源能否正常。調(diào)理勵磁電源使共振磁場在3300高斯左右，調(diào)理短路活塞，察看示波器能否有共振吸收信號出現(xiàn)，調(diào)理到一定位置出現(xiàn)吸收信號時，再調(diào)理雙T調(diào)配器使信號最大，如圖13 中b圖左側(cè)所示,此時再細(xì)調(diào)勵磁電源，使信號均勻出現(xiàn)，如圖13 中c圖左側(cè)所示。圖13中右側(cè)圖為經(jīng)過移相器察看到的吸收信號的李薩如圖。圖13