高频磁场产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术的高频磁场产生装置，能够在广泛的范围内生成大致均匀的三维高频磁场，且能够提高光检测磁共振等的检测灵敏度；两个线圈(L1、L2)以夹着电子自旋共振材料的方式相隔规定间隔相互平行地配置；高频电源(1)生成导通至该两个线圈(L1、L2)的微波电流；两个线路体(S1、S2)分别与该两个线圈(L1、L2)连接，并以使该两个线圈(L1、L2)位于驻波的波节之外的位置的方式设定电流分布。式设定电流分布。式设定电流分布。

High frequency magnetic field generator

【技术实现步骤摘要】
高频磁场产生装置
[0001](本申请是：申请人为胜美达集团株式会社、中国申请号为201810921098.2、申请日为2018年08月14日、题为“高频磁场产生装置”的分案申请。)


[0002]本专利技术涉及一种高频磁场产生装置。

技术介绍

[0003]在光检测磁共振(ODMR：Optically Detected Magnetic Resonance)中，通过向具有次能级水平和光学跃迁水平的介质同时照射高频磁场(微波)和光，能够根据光信号高灵敏度地检测出因为次能级间的磁共振而引起的占有数的变化等。
[0004]通常，基态的电子在被绿光激发之后，在恢复为基态时会发出红光。另一方面，例如金刚石结构中的氮和晶格缺陷(NVC：Nitrogen Bacancy Center、氮空位中心)中的电子，通过照射2.87GHz左右的高频磁场，从基态中的三个次能级中最低的能级(m
s
＝0)跃迁至基态中比之更高的能量轨道的能级(m
s
＝
±
1)。当该状态下的电子被绿光激发时，由于是以非辐射方式恢复为基态中的三个次能级中最低的能级(m
s
＝0)，因而发光量减少，从而能够根据该光检测获知是否通过高频磁场引起磁共振。在ODMR中，使用这样的被称为NVC的光检测磁共振材料。
[0005]在一种测量系统中，在金刚石样品的下方设置开口环式的共振器、或者线圈或金属线式天线，从该共振器向样品照射2.87GHz左右的微波区域的高频磁场，扫描高频磁场和激发光，通过检测装置检测来自电子的红色光的减少点，从而获得位于上述金刚石结构附近的细胞的信息(例如参照非专利文献1)。
[0006]另外，一种磁测量装置，通过利用电子自旋共振的ODMR进行磁测量(例如参照专利文献1)。在该磁测量装置中，也通过一个线圈产生微波磁场。
[0007]【现有技术文献】
[0008]【专利文献】
[0009]专利文献1：日本专利特开2012
‑
110489号公报
[0010]【非专利文献】
[0011]非专利文献1：Kento Sasaki,et.al.,“Broadband,large
‑
area microwave antenna for optically
‑
detected magnetic resonance of nitrogen
‑
vacancy centers in diamode”REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 87,053904(2016)

技术实现思路

[0012]但是，上述线圈和天线只能在非常狭窄的范围内生成均匀的三维高频磁场，很难提高ODMR的检测灵敏度。例如在非专利文献1的情况下，如图20所示，使用半径为R(约7mm)的圆形铜板的环状天线式共振器，其中心位置处形成有狭缝，进而在该狭缝的前端形成有半径为r(约0.5mm)的贯通孔。如图21所示，当从高频电源供给约2.87GHz的电流时，在从其
圆心起半径约为1mm的区域内可以产生均匀的磁场，但是，在该区域以外的其他区域、即该铜板面积的98％的区域中，磁场的强度从线圈的中心起逐渐下降，成为无法使用于ODMR检测的区域。此外，在电检测磁共振(EDMR：Electrically Detected Magnetic Resonance)等利用电子自旋共振的其他测量中也存在同样的问题。
[0013]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，得到一种能够在广泛的范围内生成大致均匀的三维高频磁场，且能够提高利用电子自旋共振的测量中的检测灵敏度的高频磁场产生装置。
[0014]本专利技术涉及的高频磁场产生装置具备：两个线圈，其以夹着电子自旋共振材料的方式相隔规定间隔相互平行地配置、或者相隔规定间隔相互平行地配置于电子自旋共振材料的一侧；高频电源，其生成导通至该两个线圈的微波电流；以及传送线路部，其与该两个线圈连接，并以使该两个线圈位于驻波的波节之外的位置处的方式设定电流分布。
[0015]另外，本专利技术涉及的高频磁场产生装置具备高频电源、至少两对线圈、以及包含该两对线圈各自的一方线圈之间的传送线路和该两对线圈各自的另一方线圈之间的传送线路的至少两条传送线路。高频电源生成导通至该至少两对线圈的各自成对的两个线圈的微波电流。并且，上述至少两对线圈的各对线圈以夹着电子自旋共振材料的方式相隔规定间隔相互平行地配置、或者相隔规定间隔相互平行地配置于电子自旋共振材料的一侧；另外，上述至少两条传送线路以使上述至少两对线圈中的各线圈位于驻波的波节之外的位置处的方式设定电流分布。
[0016]另外，本专利技术涉及的高频磁场产生装置具备：基板、基板中的贯通孔、配置于贯通孔中的板状线圈、生成导通至板状线圈的微波电流的高频电源、以及与板状线圈连接，且以使板状线圈位于驻波的波节之外的位置处的方式设定电流分布的传送线路部。板状线圈的剖面的长度方向为基板的垂直方向；板状线圈的四个边缘部分中位于上端侧的边缘部分中的一个和位于下端侧的边缘部分中的一个，作为以夹着电子自旋共振材料的方式相隔规定间隔相互平行地配置、或者相隔规定间隔相互平行地配置于电子自旋共振材料的一侧的两个线圈发挥作用。
[0017](专利技术效果)
[0018]根据本专利技术，能够得到可在广泛的范围内生成大致均匀的三维高频磁场，并且能够提高利用电子自旋共振的测量的检测灵敏度的高频磁场生成装置。
附图说明
[0019]图1是对本专利技术实施方式涉及的高频磁场产生装置中的线圈的配置进行说明的立体图。
[0020]图2是表示本专利技术的第一实施方式涉及的高频磁场产生装置的构成的电路图。
[0021]图3是表示本专利技术的第二实施方式涉及的高频磁场产生装置的构成的电路图。
[0022]图4是表示本专利技术的第三实施方式涉及的高频磁场产生装置的构成的电路图。
[0023]图5是表示本专利技术的第四实施方式涉及的高频磁场产生装置的构成的电路图。
[0024]图6是对本专利技术第四实施方式涉及的高频磁场产生装置中的线圈的配置的一例进行说明的立体图。
[0025]图7是对本专利技术第五实施方式涉及的高频磁场产生装置中的线圈和线路体进行说
明的立体图。
[0026]图8是对本专利技术第六实施方式涉及的高频磁场产生装置中的线圈和线路体进行说明的立体图。
[0027]图9是表示本专利技术第六实施方式涉及的高频磁场产生装置中的线路体的另一例的立体图。
[0028]图10是对本专利技术第七实施方式涉及的高频磁场产生装置中的线圈和线路体进行说明的立体图。
[0029]图11是表示本专利技术第八实施方式涉及的高频磁场产生装置的构成的电路图。
[0030]图12是表示本专利技术第八实施方式的变形例1涉及的高频磁场产生装置的构成的电路图。
[0031]图13是表示本专利技术第八实施方式的变形例2涉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频磁场产生装置，其特征在于，具备：两个线圈，其以夹着电子自旋共振材料的方式相隔规定间隔相互平行地配置、或者相隔规定间隔相互平行地配置于电子自旋共振材料的一侧；高频电源，其生成导通至所述两个线圈的微波电流；以及传送线路部，其与所述两个线圈连接，并以使所述两个线圈位于驻波的波节之外的位置处的方式设定电流分布。2.如权利要求1所述的高频磁场产生装置，其特征在于，还具备基板；所述两个线圈以大致垂直的方式配置于所述基板的一个面上。3.如权利要求2所述的高频磁场产生装置，其特征在于，所述传送线路部为两条传送线路；成为所述两条传送线路的两个线路体分别为切口环状的线路部材，且以大致垂直的方式配置于所述基板的另一个面上。4.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：芳井义治，斋藤正树，水落宪和，林宽，
申请(专利权)人：胜美达集团株式会社，
类型：发明
国别省市：