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电子自旋共振(ESR),亦称电子顺磁共振(EPR),它和 NMR、MRI都是磁共振波谱技术。NMR和MRI是原子核与 电磁辐射(EMR)发生交互作用,而ESR/EPR则是一个或 多个未成对电子与电磁辐射发生交互作用。
历史上,自1945年首次采用实验方法对ESR效应进行测 量以来,ESR波谱仪的设计一直是使用大型水冷电磁体 来产生可变磁场。常规ESR波谱仪采用与老式核磁共振 (NMR)波谱仪相类似的配置。这种设计对于提高便携性 是极大的障碍,因为电磁体装置的重量在200公斤以上,运 行功率达数千瓦。布鲁克microESRTM波谱仪利用小巧的强 力稀土磁体和低功率电磁铁芯,避免了这个问题。样品装 在高品质因子(Q值)的共振腔内,比之常规ESR,其“填充 率”相对较高。因此,在实现高灵敏度和杰出分辨率的同 时,可将整台设备的外形尺寸缩小100倍。
微波桥和接收器的设计也实现了根本性创新,通过采用类 似于无线通信设备所使用的现代低成本集成元件,相比于 比常规ESR波谱仪,它们进一步降低了microESRTM波谱仪 的成本和尺寸。我们的创新反映出ESR波谱仪领域的根本 性转变——从大型集中式波谱仪系统,朝着甚至可以在现 场使用的小型便携式多功能设备发展。
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