DNP-EPR多功能谱仪中微波桥的设计与实现

doi:10.11938/cjmr20162517

波谱学杂志 ›› 2017, Vol. 34 ›› Issue (3): 357-364.doi: 10.11938/cjmr20162517

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DNP-EPR多功能谱仪中微波桥的设计与实现

刘早^1,2, 朱天雄¹, 贺玉贵¹, 陈俊飞^1,2, 冯继文¹, 刘朝阳¹

1. 波谱与原子分子物理国家重点实验室, 武汉磁共振中心(中国科学院武汉物理与数学所), 湖北武汉 430071;
2. 中国科学院大学, 北京 100049

收稿日期:2016-04-19 修回日期:2017-07-14 出版日期:2017-09-05 发布日期:2017-09-05
通讯作者: 刘朝阳,Tel:027-87199686,E-mail:chyliu@wipm.ac.cn. E-mail:chyliu@wipm.ac.cn
基金资助:
中国科学院国家重大科研装备研制资助项目（ZDYZ2010-2）；国家自然科学基金资助项目（11405264，11575287）.

Microwave Bridge in a DNP-EPR Multifunctional Spectrometer:Design and Implementation

LIU Zao^1,2, ZHU Tian-xiong¹, HE Yu-gui¹, CHEN Jun-fei^1,2, FENG Ji-wen¹, LIU Chao-yang¹

1. State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics, National Center for Magnetic Resonance in Wuhan(Wuhan Institute of Physics and Mathematics, Chinese Academy of Sciences), Wuhan 430071, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2016-04-19 Revised:2017-07-14 Online:2017-09-05 Published:2017-09-05

摘要/Abstract

摘要： 在自主研制的动态核极化（Dynamic Nuclear Polarization，DNP）分子影像装置的基础上，提出了一种集DNP和电子顺磁共振（Electron Paramagnetic Resonance，EPR）于一体的多功能谱仪，并对其中的关键部件之一——微波桥进行了设计.微波桥的引入，实现了DNP微波发射机的集成化，以及在DNP谱仪基础上的EPR功能扩展.通过结构设计、电路仿真及系统测试，完成了高频谱纯度、高动态范围的微波发射机以及低噪声系数的微波检测系统的设计与制作.并通过DNP增强实验以及连续波EPR实验对微波桥的性能进行了验证.

关键词: 电子顺磁共振(EPR), 微波桥, 低噪声放大器(LNA), 动态核极化(DNP)

Abstract: A multi-functional spectrometer, capable of dynamic nuclear polarization (DNP) and electron paramagnetic resonance (EPR) experiments, is put forward on the basis of a home-built DNP-magnetic resonance imaging (MRI) spectrometer. A key component of the multi-functional spectrometer, microwave bridge, was designed and implemented. The microwave bridge was used to integrate the microwave transmitter of the DNP spectrometer and to enable the EPR capability. A transmitter system with high spectrum purity and dynamic range as well as a detector with low noise figure were also implemented by structure designing, circuit simulation and system evaluation. DNP and continuous wave EPR experiments were conducted to verify the reliability of the microwave bridge.

Key words: dynamic nuclear polarization (DNP), microwave bridge, low noise amplifier (LNA), electron paramagnetic resonance (EPR)

中图分类号:

O482.53

刘早, 朱天雄, 贺玉贵, 陈俊飞, 冯继文, 刘朝阳. DNP-EPR多功能谱仪中微波桥的设计与实现[J]. 波谱学杂志, 2017, 34(3): 357-364.

LIU Zao, ZHU Tian-xiong, HE Yu-gui, CHEN Jun-fei, FENG Ji-wen, LIU Chao-yang. Microwave Bridge in a DNP-EPR Multifunctional Spectrometer:Design and Implementation[J]. Chinese Journal of Magnetic Resonance, 2017, 34(3): 357-364.

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