电子顺磁共振仪如图20-18所示。

图20-18   ER200-SRC-10/12电子顺磁共振仪

1.主要技术指标

磁极直径：10in(lin=2.54cm)；

磁场范围：0～1.48 T;

微波功率：0～200 mW;

微波频率：9～10 GHz (X波段)；

电源功率：12 kW;

变温范围：110～450 K,

2.实验装置

1). 电磁铁系统

电磁铁系统由电磁铁、励磁电源和调场电源组成。

2)．微波系统

信号源：产生微波信号。

隔离器：只允许微波从输入端进，从输出端出，起隔离微波源与负载的作用。

可变衰减器：用于调整输入功率。

波长计：用来测量微波波长，使用时调整螺旋测微计，在示波器上会出现吸收峰，或微安表指示大幅度下降，根据螺旋测微计的读数查表，即可得到吸收峰处的微波频率。

调配器：使两种不同阻抗的微波器件达到匹配的可调器件，匹配就是将输入的波完全吸收，没有反射。

3)．检测系统

用来测量微波在测点的强度，包括谐振腔、探头、放大器、记录器等，其中DP-PH样品密封在细尼龙管中，置于谐振腔内。

4)．电子系统

主要是将顺磁共振的吸收信号经电子学方法进行放大和处理，最后在显示器或记录仪上得到谱线图。

3.实验步骤

1)．微波波长和谐振腔的调整

将可变衰减器调到100，打开三厘米固态波信号源的电源，“工作状态”置“连续”挡。预热20min。将谐振腔活塞调到140mm，即腔长调到140mm；样品位置调到70mm。

根据谐振腔长度应为半波导波长的整数倍，n取6，计算出所需的入射波波长λ和相应的谐振频率。此时谐振腔内为TE106波。

调整可变衰减器，使检波电流为70uA。调整微波频率，方法如下：参考“频率－测微器刻度对照表”上的数值，仔细调整频率测微器(垂直方向的测微器)，并用波长计测量微波频率，直到出现谐振频率。测量后将波长计调到远离谐振频率的位置。

微调谐振腔活塞和样品位置，使检波电流最小，此时样品位于谐振腔中微波磁场最强位置。

2). ESR信号的观测

将励磁电源电压调到0，打开励磁电源，打开扫场电源。调整示波器为XY工作方式，两通道都置“AC”挡，X灵敏度置l0mV/DIV, Y灵敏度置1V/DIV，开示波器。

断开微安表，可变衰减器下调，在1.5～2.1A范围内仔细调整励磁电流，使示波器显示共振峰，调整调配器。在此过程中，需要调整示波器和可变衰减器，使示波器能够清晰显示共振峰。可变衰减器不要调得过小，一般不低于30dB，以保护检波器。

调整扫场电源的相位，使两共振峰重合。调整励磁电流使共振峰居中，记录励磁电流值，用特斯拉计测量磁场。移动样品位置，测出各共振信号出现的位置z₁,z₂，z₃，…。

改变谐振腔腔长，重复以上步骤，得到另外几组数据。

3)．数据处理

(1)计算g因子；

(2)求波导波长λg；

(3)与波长表测量λ所得到的相比较，其中波导宽度α=22.8mm。

4.注意事项

1)磁极间隙的大小由教师调整，学生不要调整，以免损坏样品腔；

2)样品位置和腔长调整不要用力过大、过猛，防止损坏；

3)保护特斯拉计的探头，防止挤压磕碰，用后不要拔下探头；

4)励磁电流要缓慢调整，同时仔细注意波形变化，才能辨认出共振吸收峰。