【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子顺磁共振，尤其涉及一种电子顺磁共振探头的制作方法及制作装置。
技术介绍
1、电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance，epr)谱仪中的一个重要单元便是金属探头。
2、金属探头包括谐振腔，谐振腔在整个epr谱仪测试中所起到的作用是：将微波桥发射机输入的微波信号在待测样品所在的区域转换为振荡磁场来激发待测样品的电子自旋发生跃迁，并将携带epr信号的电磁场信号转换为一个可以测量的微波信号传输至微波桥接收机中。
3、谐振腔内的具体情况为：微波信号进入谐振腔后，会在腔内空间产生交变电场和磁场，待测样品在交变电场中会由于介电损耗而吸收微波能量，这一方面会导致谐振腔的q值减小，另一方面会使待测样品发热，都是不利因素，因此在设计时要尤其关注。此外，只有交变磁场能够引起顺磁共振，因此在设计谐振腔时，对样品区域的要求是磁场尽可能强。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种电子顺磁共振探头的制作方法及制作装置，可以使制出的电子顺磁共振探头中容纳样品的谐振腔的磁场均匀性好，磁场强度大，可以提高样品的epr检测效果。
2、根据本专利技术的一方面，提供了一种电子顺磁共振探头的制作方法，该制作方法包括：
3、建立金属探头本体模型，其中，所述金属探头本体模型包括圆弧谐振腔、至少n个相同的边位谐振腔以及连通所述圆弧谐振腔和所述边位谐振腔的缝隙；n为偶数；所述边位谐振腔的边界包括第一圆弧；
4、获取当前金
5、确定所述m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图中是否有符合第一设定条件的所述电场分布图和所述磁场分布图；
6、若是，则获取符合所述第一设定条件的所述电场分布图和所述磁场分布图对应的第一预设谐振频率；
7、确定所述第一预设谐振频率与所需谐振频率的差值是否满足第二设定条件；
8、若是，则将所述第一预设谐振频率对应的金属探头本体模型确定为所需金属探头本体模型，并根据所述所需金属探头本体模型制作实际金属探头本体。
9、可选的，当确定出所述m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图中没有符合第一设定条件的所述电场分布图和所述磁场分布图时，调节m的数值、所述金属探头本体模型中各所述边位谐振腔的尺寸和各所述边位谐振腔的形状中的至少一种，得到新的金属探头本体模型，并返回所述获取当前金属探头本体模型在m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图的步骤；
10、当确定出所述第一预设谐振频率与所需谐振频率的差值不满足第二设定条件时，调节所述金属探头本体模型中的所述缝隙的尺寸及所述金属探头本体模型的厚度中的至少一种，确定调整后的金属探头本体模型对应的第一预设谐振频率，并返回至所述确定所述第一预设谐振频率与所需谐振频率的差值是否满足第二设定条件的步骤。
11、可选的，所述第一设定条件为同一设定模式下，金属探头本体模型的磁场分布图中磁场集中在所述圆弧谐振腔内，所述圆弧谐振腔内的磁场强度远强于各所述边位谐振腔内的磁场强度，且所述圆弧谐振腔内的磁场方向为设定方向，以及金属探头本体模型的电场分布图中圆弧谐振腔内的电场能量小于设定电场能量。
12、可选的，所述调节m的数值、所述金属探头本体模型中各所述边位谐振腔的尺寸和各所述边位谐振腔的形状中的至少一种，得到新的金属探头本体模型具体包括：
13、确定所述边位谐振腔的边界是否包括抛物线；
14、若否，则同时增大各所述边位谐振腔的边界所在圆的半径，得到新的金属探头本体模型；
15、若是，则执行调节第二圆弧的弧长及所述抛物线中第一坐标点与第二坐标点的连线宽度，得到新的金属探头本体模型的步骤；
16、确定所述边位谐振腔的边界所在圆的半径是否大于设定半径值；
17、若是，则同时调节各所述边位谐振腔的边界的形状，使各所述边位谐振腔的边界均包括第二圆弧、第三圆弧和第一曲线，得到新的金属探头本体模型；
18、确定所述第二圆弧的弧长及所述抛物线中第一坐标点与第二坐标点的连线宽度是否满足第三设定条件，其中，所述第一坐标点与所述第二坐标点的连线距所述抛物线的顶点的距离为固定值；
19、若是，则调节第二圆弧的弧长及所述抛物线中第一坐标点与第二坐标点的连线宽度，得到新的金属探头本体模型，并返回所述获取当前金属探头本体模型在m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图的步骤。
20、可选的，所述第二圆弧和所述第三圆弧间隔分布且位于第一圆形中；所述第一圆形所在圆的圆心与所述圆弧谐振腔的边界所在圆的圆心相同；所述第二圆弧的弧长和所述第三圆弧的弧长相等；所述第二圆弧的第一端与所述第一曲线的第一端连接，所述第三圆弧的第一端与所述第一曲线的第二端连接；所述第二圆弧和所述第三圆弧位于所述第一曲线靠近所述圆弧谐振腔的一侧；所述第一曲线为抛物线。
21、可选的，当确定出所述边位谐振腔的边界所在圆的半径不大于设定半径值时，返回所述获取当前金属探头本体模型在m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图的步骤；
22、当确定出所述第二圆弧的弧长及所述抛物线中第一坐标点与第二坐标点的连线宽度不满足第三设定条件时，设置m＝hm，并返回所述获取当前金属探头本体模型在m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图的步骤，其中，h为大于1，h为整数。
23、可选的，所述同时调节各所述边位谐振腔的边界的形状，使各所述边位谐振腔的边界均还包括第四圆弧和第五圆弧；其中，所述第四圆弧的弧长与所述第五圆弧的弧长相等；所述第二圆弧的第一端与所述第四圆弧的第一端连接，所述第四圆弧的第二端与所述第一曲线的第一端连接，所述第三圆弧的第一端与所述第五圆弧的第一端连接，所述第五圆弧的第二端与所述第一曲线的第二端连接。
24、可选的，所述调节所述金属探头本体模型中的所述缝隙的尺寸及所述金属探头本体模型的厚度中的至少一种，确定调整后的金属探头本体模型对应的第一预设谐振频率具体包括：
25、调节所述金属探头本体模型中各所述缝隙的长度；
26、确定调节所述金属探头本体模型中各所述缝隙的长度的次数是否大于第一设定次数；
27、若否，则获取调整后的金属探头本体模型对应的第一预设谐振频率，并返回至所述确定所述第一预设谐振频率与所需谐振频率的差值是否满足第二设定条件的步骤；
28、若是，则多次调整金属探头本体模型的厚度，以使调整后的金属探头本体模型对应的第一预设谐振频率与所需谐振频率的差值满足第二设定条件。
29、可选的，所述多次调整金属探头本体模型的厚度，以使调整金属探头本体模型的厚度后的金属探头本体模型对应的第一预设谐振频率与所需谐振频率的差值满足第二设定条件之后还包括：
30、减小各所述金属探头本体模型中各所述缝隙的长度的同时减小本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，当确定出所述m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图中没有符合第一设定条件的所述电场分布图和所述磁场分布图时，调节m的数值、所述金属探头本体模型中各所述边位谐振腔的尺寸和各所述边位谐振腔的形状中的至少一种，得到新的金属探头本体模型，并返回所述获取当前金属探头本体模型在m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图的步骤；
3.根据权利要求1所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述第一设定条件为同一设定模式下，金属探头本体模型的磁场分布图中磁场集中在所述圆弧谐振腔内，所述圆弧谐振腔内的磁场强度远强于各所述边位谐振腔内的磁场强度，且所述圆弧谐振腔内的磁场方向为设定方向，以及金属探头本体模型的电场分布图中圆弧谐振腔内的电场能量小于设定电场能量。
4.根据权利要求2所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述调节m的数值、所述金属探头本体模型中各所述边位谐振腔的尺寸和各所述边位谐振腔的形状中的至少一种，得到新的金属探头本
5.根据权利要求4所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述第二圆弧和所述第三圆弧间隔分布且位于第一圆形中；所述第一圆形所在圆的圆心与所述圆弧谐振腔的边界所在圆的圆心相同；所述第二圆弧的弧长和所述第三圆弧的弧长相等；所述第二圆弧的第一端与所述第一曲线的第一端连接，所述第三圆弧的第一端与所述第一曲线的第二端连接；所述第二圆弧和所述第三圆弧位于所述第一曲线靠近所述圆弧谐振腔的一侧；所述第一曲线为抛物线。
6.根据权利要求4所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，当确定出所述边位谐振腔的边界所在圆的半径不大于设定半径值时，返回所述获取当前金属探头本体模型在m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图的步骤；
7.根据权利要求4所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述同时调节各所述边位谐振腔的边界的形状，使各所述边位谐振腔的边界均还包括第四圆弧和第五圆弧；其中，所述第四圆弧的弧长与所述第五圆弧的弧长相等；所述第二圆弧的第一端与所述第四圆弧的第一端连接，所述第四圆弧的第二端与所述第一曲线的第一端连接，所述第三圆弧的第一端与所述第五圆弧的第一端连接，所述第五圆弧的第二端与所述第一曲线的第二端连接。
8.根据权利要求2所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述调节所述金属探头本体模型中的所述缝隙的尺寸及所述金属探头本体模型的厚度中的至少一种，确定调整后的金属探头本体模型对应的第一预设谐振频率具体包括：
9.根据权利要求8所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述多次调整金属探头本体模型的厚度，以使调整金属探头本体模型的厚度后的金属探头本体模型对应的第一预设谐振频率与所需谐振频率的差值满足第二设定条件之后还包括：
10.根据权利要求1所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述将所述第一预设谐振频率对应的金属探头本体模型确定为所需金属探头本体模型之后还包括：
11.根据权利要求10所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，当确定出所述设定磁场强度不等于所需磁场强度时，所述多次移动所述微带线模型在所述介质板模型中的位置的步骤；
12.根据权利要求10所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述第二设定条件为c＝(1±10％)b，c为所述第一预设谐振频率，b为所需谐振频率；
13.根据权利要求10所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述根据当前电子顺磁共振探头模型制作所需电子顺磁共振探头之后还包括：
14.一种电子顺磁共振探头的制作装置，其特征在于，包括：模型建立模块、场分布图确定模块、第一控制模块、第二控制模块和制作模块；
15.根据权利要求14所述的制作装置，其特征在于，所述第一控制模块还用于在确定出所述m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图均不符合第一设定条件时，调节m的数值、所述金属探头本体模型中各所述边位谐振腔的尺寸和各所述边位谐振腔的形状中的至少一种，得到新的金属探头本体模型，并控制所述场分布图确定模块获取当前金属探头本体模型在m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图；
...【技术特征摘要】
1.一种电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，当确定出所述m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图中没有符合第一设定条件的所述电场分布图和所述磁场分布图时，调节m的数值、所述金属探头本体模型中各所述边位谐振腔的尺寸和各所述边位谐振腔的形状中的至少一种，得到新的金属探头本体模型，并返回所述获取当前金属探头本体模型在m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图的步骤；
3.根据权利要求1所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述第一设定条件为同一设定模式下，金属探头本体模型的磁场分布图中磁场集中在所述圆弧谐振腔内，所述圆弧谐振腔内的磁场强度远强于各所述边位谐振腔内的磁场强度，且所述圆弧谐振腔内的磁场方向为设定方向，以及金属探头本体模型的电场分布图中圆弧谐振腔内的电场能量小于设定电场能量。
4.根据权利要求2所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述调节m的数值、所述金属探头本体模型中各所述边位谐振腔的尺寸和各所述边位谐振腔的形状中的至少一种，得到新的金属探头本体模型具体包括：
5.根据权利要求4所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述第二圆弧和所述第三圆弧间隔分布且位于第一圆形中；所述第一圆形所在圆的圆心与所述圆弧谐振腔的边界所在圆的圆心相同；所述第二圆弧的弧长和所述第三圆弧的弧长相等；所述第二圆弧的第一端与所述第一曲线的第一端连接，所述第三圆弧的第一端与所述第一曲线的第二端连接；所述第二圆弧和所述第三圆弧位于所述第一曲线靠近所述圆弧谐振腔的一侧；所述第一曲线为抛物线。
6.根据权利要求4所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，当确定出所述边位谐振腔的边界所在圆的半径不大于设定半径值时，返回所述获取当前金属探头本体模型在m个不同设定模式下的电场分布图和磁场分布图的步骤；
7.根据权利要求4所述的电子顺磁共振探头的制作方法，其特征在于，所述同时调节各所述边位谐振腔的边界的形状，使各所述边位谐振腔的边界均还包括第四圆弧和第五圆弧；其中，所述第四圆弧的弧长与所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆地群，黄得顺，胡江波，张跃，吴俊峰，石致富，许克标，贺羽，
申请(专利权)人：国仪量子技术合肥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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