X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪的连续波与脉冲式谐振腔设计

摘要

为了满足脉冲式电子顺磁共振谱仪的需要，我们设计并制作了连续波谐振腔和脉冲式谐振腔。连续波谐振腔采用矩形谐振腔的设计而脉冲式谐振腔采用裂隙腔(loop-gap resonator)的设计。在设计阶段我们使用Ansoft-HFSS三维电磁仿真软件对两种谐振腔进行模拟计算。矩形谐振腔加工完成后对内表面抛光并镀金以提高谐振腔的品质因数。裂隙腔的加工采用模块化加工，将腔主体分割成两部分单独加工，然后再组装，以降低加工制作的难度。所制作的谐振腔首先用网络分析仪测定其主要技术参数指标，然后用标准自由基DPPH样品做连续波测试实验。这些实验测得两种谐振腔的各种参数指标均符合理论模拟值，满足脉冲式电子顺磁共振谱仪的要求，对最终研发和制造拥有自主知识产权的谱仪具有深远的意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

参考文献

第二章 电子顺磁共振谱仪简介

2.1 连续波电子顺磁共振谱仪

2.1.1 磁场系统

2.1.2 微波源系统

2.1.3 微波传输线

2.1.4 波源到谐振腔的耦合

2.1.5 谐振腔系统

2.1.6 调制场系统

2.1.7 谐振腔到探头的耦合

2.1.8 探测系统

2.2 脉冲电子顺磁共振谱仪

参考文献

第三章 连续波矩形谐振腔

3.1 矩形谐振腔原理

3.2 调制场原理

3.2.1 扫场及磁场调制

3.2.2 亥姆赫兹线圈

3.3 矩形谐振腔结构设计

3.3.1 矩形谐振腔的模拟计算

3.3.2 矩形谐振腔的加工制作

3.4 矩形谐振腔性能参数检测

3.4.1 S参数测量

3.4.2 连续波实验

3.5 低温矩形谐振腔系统简介

参考文献

第四章 脉冲裂隙腔

4.1 发展背景

4.2 裂隙腔原理

4.2.1 基本原理结构

4.2.2 微波耦合方式

4.3 X波段2-loop-1-gap裂隙腔原理

4.4 X波段2-loop-1-gap裂隙腔结构设计

4.4.1 裂隙腔结构的模拟计算

4.4.2 裂隙腔加工制作

4.5 裂隙腔性能参数检测

4.5.1 S参数测量

4.5.2 连续波实验

参考文献

第五章 结论及展望

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果