微波波段电子自旋共振实验的教与学——教学改革尝试之一

微波波段电子自旋共振实验的教与学──教学改革尝试之一王盛，李清毅，朱永强，戴道宣（复旦大学物理系上海２００４３３）近一年来，为了在近代物理实验课中更好地培养学生的独立工作能力，使学生能把重点放在学习用实验方法研究物理现象和规律方面，我们以电子自族共振...     

固态信号源电子顺磁共振实验

一、引富电子顺磁共振(EPR)也称电子自旋共振(EPR)是研究顺磁性物质的一个重要近代物理实验技术,广泛地应用于物理、化学、生物、医学和生命科学等许多领域。目前适合于物理等专业学生做微波波段EPR实验波谱仪,最常见的是调频调场式EPR波谱仪;对于自动稳频的低频调场式和高频     

一种在光抽运实验中检测射频共振的新方法

利用微波-射频多量子跃迁对单量子微波跃迁谱线强度的影响,我们在实验上找到了一种在光抽运实验中观察射频共振的灵敏的新方法。 关键词：     

电子回旋共振微波等离子体及其在材料科学中的应用

 低气压、低温放电方面的一个重要的最新进展是电子回旋共振(ECR)放电。这种技术首先是在核聚变研究中发展起来的。最初,它被用于磁镜实验装置产生和加热等离子体,后来,又被发展成为托卡马克、串级磁镜等聚变装置实验中进行等离子体加热的主要手段之一,即电子回旋共振加热(ECRH)。目前,这一高技术已被移植到各种低温等离子体应用之中,显示了蓬勃的生命力。电子回旋共振微波等离子体是指:当输入的微波频率ω等于电子回旋共振频率ωce时,微波能量可以共振耦合给电子,获得能量的电子电离中性气体,产生放电。电子回旋频率为ωce=eB/m,e和m为电子电荷及其质量,B是磁场强度。     

电子回旋共振等离子体源的数值模拟

采用自洽微波功率吸收的二维混合模型,对电子回旋共振等离子体源中的各种物理参量(电离速率、等离子体密度、位势、电子温度)进行数值模拟.结果表明:等离子体参数随运行条件(中性气压和微波功率)变化呈现出区域特征、饱和现象和振荡行为等非线性现象 关键词：     

基于微波段电子自旋共振测量电磁波的传播速度

当电子自旋共振发生在微波段时,根据微波段电子自旋共振条件,并使用电子顺磁共振谱仪和微波元件(波导管、谐振腔、短路活塞、环行器)等实验仪器测量出微波的波导波长,可以计算出真空中微波的波长.利用特斯拉计测量出共振时的磁感应强度,从而计算出了电磁波的传播速度.     

Ealing核磁共振仪的改进和应用

核磁共振是原子核在磁场的作用下磁能级之间的跃迁现象,自1946年发现后,近几十年其技术得到迅速发展,已成为研究物质结构的重要方法。在核物理、固体物理、分子物理、生物学、化学、医学及石油探测……上有着广泛的应用。也是很有价值的理论研究课题。稳态核磁共振已被列为高等学校必做的近代物理实验内容。我国部分高校于1983年进口了一批Ealing核磁共振仪。静磁场由永久磁铁产生,磁感应强度弱(≈O.43 T),灵     

邮票上的物理学史(72)--射频和微波波谱学

射频和微波波谱学是物理学的一个分支学科,它通过射频或微波电磁场与物质的共振相互作用研究物质的性态和结构,简称波谱学．射频和微波电磁波的频率范围约为10^4～10^12Hz,随着实验技术的发展,其范围还在向更高频段延伸．波谱学的测量以频率厂为主,其准确度比可见光(原子光谱)和红外     

HL-2A装置ECRH系统指标介绍

在HL-2A装置上正在开展电子回旋共振加热（ECRH）项目的工程研制，系统具有1MW，68GHz，1s的微波规模。采用弱场侧O模式注入，ECRH的定域加热特性可以用于等离子体加热、电流驱动和分布控制以及改善约束等实验的物理研究。到目前为止，电子回旋共振加热的各项子系统正在设计和研制中，系统的总体物理和工程参数已经初步确定，在此对其作一介绍。     

光抽运实验中的微波-射频多量子跃迁

在⁸⁷Rb气泡光抽运实验中,我们同时用微波场和射频场作用在⁸⁷Rb原子上,观察到了⁸⁷Rb原子基态微波-射频多量子跃迁的光检测共振谱线。 关键词：     

微波顺磁共振实验的若干改进

微波顺磁共振实验是近代物理实验中的基本实验之一。近年来我们吸取了兄弟院校开设这个实验的宝贵经验,经过反复试验,对这个实验作了以下几个方面的改进。(1)关于微波源一些实用的电子顺磁共振波谱仪有比较复杂的稳频装置,以及较高的灵敏度。北京大学董太乾的调频调场式电子顺磁共振波谱仪作了一项很大的革新,用调频方法省去了稳频装置,直接接收代替了外差接收,灵敏度也比较高,而且比前面提到的那类波谱仪简单。华中师院龙传安等的“电子顺磁共振”实     

北京自由电子激光装置的设计研究

北京自由电子激光装置(BFEL)是一台工作在中红外区的康普顿型FEL振荡器。由一台30MeV的射频电子直线加速器提供电子束。特点之一是用微波电子枪作为高亮度注入器。本文首先概述了BFEL的一般情形和物理参数.接着用解析公式和模拟的方法论证了电子束的设计目标和激光器的运转特征。最后阐述了BFEL各部分采取的技术路线的特点,内容包括微波枪、加速器和微波系统、调制器、输运系统、摇摆磁铁、光学腔、电子束诊断、准直、自发辐射和激光实验。     

电子自旋共振实验g因子的准确测量方法

详细分析了用可调反射式谐振腔做电子自旋共振(ESR)实验测量g因子时应注意的2个问题:一是选择正确的共振波形测量共振时的微波频率;二是选择适当的测量方法测量共振磁场以消除扫描磁场和地磁场的影响.具体讨论了微波频率对电子自旋共振信号波形的影响,从理论上解释了共振信号的变化所反映的物理过程,给出了精确测量顺磁物质g因子的具体实验方法.     

2007年《波谱学杂志》征订启事

《波谱学杂志》是国内磁共振波谱领域唯一的学术期刊,由中国物理学会波谱学专业委员会和中国科学院武汉物理与数学研究所共同主办,创刊于1983年6月,中英文混合刊,国内外公开发行.《波谱学杂志》主要报道磁共振波谱学、原子与射频场和微波相互作用领域具有创新意义的科研成果、研究论文、实验方法、技术仪器的研制和具有独到见解的综述评论.刊登内容:磁共振波谱方面的文章,包括核磁共振(NMR),磁共振成像(MRI),核电四极矩共振(NQR),电子自旋共振(ESR),光磁共振(LMR)、微波波段原子频率标准等方面的基础与应用基础研究.读者对象:从事磁共…     

2007年《波谱学杂志》征订启事

《波谱学杂志》是国内磁共振波谱领域唯一的学术期刊,由中国物理学会波谱学专业委员会和中国科学院武汉物理与数学研究所共同主办,创刊于1983年6月,中英文混合刊,国内外公开发行.《波谱学杂志》主要报道磁共振波谱学、原子与射频场和微波相互作用领域具有创新意义的科研成果、研究论文、实验方法、技术仪器的研制和具有独到见解的综述评论.刊登内容:磁共振波谱方面的文章,包括核磁共振(NMR),磁共振成像(MRI),核电四极矩共振(NQR),电子自旋共振(ESR),光磁共振(LMR)、微波波段原子频率标准等方面的基础与应用基础研究.读者对象:从事磁共…     

等离子体对相对论返波管工作影响的粒子模拟

金属高频结构的射频击穿是引起功率下降和脉冲缩短的重要原因,是限制高功率微波(HPM)向更高功率、更长脉冲发展的重要因素。射频击穿的物理过程极其复杂,并且开展射频击穿研究对实验条件等要求高,因此粒子模拟是研究射频击穿的重要手段。通过在慢波结构表面设置爆炸发射电子和离子的方式模拟等离子体对一个X波段的相对论返波振荡器(RBWO)和一个Ka波段的RBWO工作的影响。粒子模拟结果表明,对于分段式慢波结构,后段慢波结构产生等离子体会对电子束的调制造成影响,进而影响器件正常工作,引起微波功率下降。当等离子体由质量较轻的正离子和电子组成时,会对束波作用造成更大的影响,引起较大的输出功率下降。相同密度的射频击穿等离子体对Ka波段RBWO工作的影响大于对X波段RBWO的影响。     

RF SET 超灵敏静电计

单电子晶体管(SET)作为灵敏静电计的灵敏度受到噪声的限制，其中散粒噪声(shot noise)是本征噪声，决定着单电子晶体管灵敏度的极限．利用射频(radio frequency，RF)单电子晶体管的极高的工作频率，可以消除SET的1／f噪声，从而达到极限灵敏度．利用一级低温低噪声放大器和一级室温放大器放大工作在反射模式的射频单电子晶体管的输出信号，使用LC共振电路，抬高了SET右边的整个微波系统的阻抗，使之与单电子的输出阻抗匹配，从而提高了RFSET静电计的灵敏度．     

基于迈克耳孙干涉仪分析微波源谱分布实验

本实验是对近代物理实验中微波光特性实验的迈克耳孙干涉实验内容的拓展,在分析傅里叶变换光谱原理的基础上,利用微波分光仪,基于离散傅里叶变换成功分析了两个已知微波源的谱分布。     

电子回旋共振(ECR)等离子体的研究和应用

近年来,在低气压、低温等离子体研究和应用中的一个重要发展是微波电子回旋共振放电。由于它是一种无极放电,能够在低气压下产生高密度、高电离度、大体积均匀的等离子体,所以在等离子体物理研究,表面处理和薄膜制备等应用中,成为一个十分引人注目的新领域。本文综述了ECR放电的基本物理过程和实验研究概况,介绍了ECR等离子体在表面处理、镀膜和离子源等方面应用的最新结果。     

HFSS技术在微波实验中的应用研究

微波基本物理量的测量及传输特性是近代物理实验中非常重要的一个内容,首次将电磁设计软件Ansoft HFSS与微波实验相结合,进行了相关微波元器件的仿真研究,为高校的物理实验改革和研究提出了一条新思路。介绍了基于HFSS开发的微波虚拟实验系统的构想来源、理论依据、基本结构功能、实现手段和所达到的效果,并分析了运用软件仿真进行微波虚拟实验的优越性。