電磁界解析ソフトを用いたESR用新規マイクロ波共振器の開発

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研究目的:本研究は、新しい電子スピン共鳴(ESR)法の更なる高性能化を図るために、電磁界解析ソフトを用い装置の心臓部であるマイクロ波共振器の開発をめざした。研究方法:光照射下の高周波ESR測定を行うために、既存の95GHz用共振器に効率よい光照射用の穴を開ける。その穴による、共振器内のマイクロ波の磁場、電場への影響等を計算する。マイクロ波磁場が最大、電場が最小の位置に試料が来るように穴の位置、大きさを決め、共振器を設計する。研究成果:1. 穴の位置共振器の4つの面の中心に光照射用の穴をあける。それぞれの面で磁場、電場への影響の計算を行った。その結果、4つの面による影響は殆どないことがわかった。2. 穴のサイズ穴の大きさをφ0.4mmからφ1.2mmまで徐々に大きくして、磁場、電場への影響を計算した。その結果、φ1mmから磁場、電場への影響が出てくること、径が大きくなるほど、周波数が下がっていくことがわかった。3. 設計光照射用の穴φ0.6mmの大きさでも、共振器の高さの半分の位置に開けることで、マイクロ波磁場最大、電場最小の位置に試料が来ることがわかった。それに基づき穴の径φ0.6mmの共振器を機械工場へ製作依頼した。