[实用新型]一种超低温电子顺磁共振探头及其调Q机构

说明书

本实用新型公开了一种超低温电子顺磁共振探头及其调Q机构，超低温电子顺磁共振探头包括通过从杜瓦瓶顶部伸入的中空管件固定在杜瓦瓶内的腔体导向结构、设置于所述腔体导向结构中带光栅结构的腔体外壳、设置于所述腔体外壳内的环形蓝宝石晶体、固定于所述腔体导向结构外壳上的线圈，所述腔体导向结构相对固定于所述中空管件底部，所述腔体外壳背壁固定连接有从杜瓦瓶顶部伸入的微波信号电缆，所述微波信号电缆在设置于杜瓦瓶外的精密升降机构的控制下，带动所述腔体外壳一起相对于所述腔体导向结构上下移动，实现谐振腔Q值调节。本实用新型仅需微调谐振腔结构，在杜瓦瓶外部设置精密升降机构即可，不仅易于实现，还易于操作。

技术领域

本实用新型涉及电子顺磁共振技术领域，尤其是一种超低温电子顺磁共振探头及其调Q机构。

背景技术

电子顺磁共振(ElectronParamagnetic Resonance，英文简称EPR)是由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术，可用于从定性和定量方面检测物质原子或分子中所含的不配对电子，并探索其周围环境的结构特性。

谐振腔是EPR设备的核心部件。在连续波EPR实验中，我们希望谐振腔有较高的Q值，这样系统测试的灵敏度就越高，低信号探测能力就越强；在脉冲式EPR实验中，我们又希望谐振腔有较低的Q值，因为Q值越高，死区时间越大，回波信号就越容易受到输入信号的干扰，但是过耦合时Q值低，如果又需要较高的微波磁场来提高信号强度，这就需要谐振腔有较高的填充因子。介质腔是众多谐振腔中一种，具有填充因子高的特点，如果使用特殊的耦合结构，既可以调谐高Q值，也可以在过耦合状态下调谐值低Q值，就可以满足上述要求。

介质谐振腔Q值反映电磁波能量消耗情况，Q值越大，则信号峰值越高。利用电子顺磁共振谱仪对样品进行EPR测试时，应当保证Q值的稳定性，否则不能准确反映样品中的自由基浓度。常规情况下，调Q可以通过设置调谐螺杆，调节调谐螺杆的插入深度来实现，例如2020年1月7日公开的实用新型专利申请CN 110658226 A就公开了这样一种调Q机构。

然而，超低温电子顺磁共振谱仪要求的超低温环境是通过将介质谐振腔通过长管置入液氮/液氦杜瓦瓶内制造的，这为介质谐振腔Q值调节带来了不便。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种超低温电子顺磁共振探头及其调Q机构，能够方便快捷地实现杜瓦瓶内谐振腔的Q值调节。

本实用新型保护一种超低温电子顺磁共振探头，包括通过从杜瓦瓶顶部伸入的中空管件固定在杜瓦瓶内的腔体导向结构、设置于所述腔体导向结构内带光栅结构的腔体外壳、设置于所述腔体外壳内的环形蓝宝石晶体、固定于所述腔体导向结构上的线圈，所述环形蓝宝石晶体相对固定于所述中空管件底部，所述腔体外壳背壁固定连接有从杜瓦瓶顶部伸入的微波信号电缆，所述微波信号电缆在设置于杜瓦瓶外的精密升降机构的控制下，带动所述腔体外壳一起相对于所述环形蓝宝石晶体上下移动，实现谐振腔Q值调节。

进一步的，所述腔体外壳底部设有弹性托起件，用于在所述腔体外壳上下移动的过程中，始终保证所述环形蓝宝石晶体始终与所述中空管件相抵。

进一步的，所述弹性托起件为无磁压簧；所述环形蓝宝石晶体顶部设有上部限位件，底部设有下部限位件，所述下部限位件底部设有压簧固定件；所述无磁压簧顶部套在所述压簧固定件上，底部通过可拆卸固定于所述腔体外壳底部的手拧螺母压紧。

进一步的，所述腔体外壳一侧设有电缆引导槽，用于将竖直伸入杜瓦瓶内的微波信号电缆引入其中，所述电缆引导槽外侧螺纹连接有固定盖板。

进一步的，所述腔体导向结构对应所述腔体外壳两侧的腔壁上可拆卸固定有非金属材质制成的绕线槽，所述绕线槽外部设有非金属材料制成的线圈挡板。

本实用新型还保护上述超低温电子顺磁共振探头的调Q机构，调Q操作由所述精密升降机构带动所述微波信号电缆和所述腔体外壳相对于所述环形蓝宝石晶体上下移动实现。