Hallo,
ich habe ein Problem, bei dem mir Antennenexperten wahrscheinlich extrem
schnell helfen können. Ich möchte den Spin von Atomen flippen und dafür
brauche ich ein Magnetfeld im Radiofrequenzbereich mit dem ich einen
schnellen Sweep von 40 bis 1 MHz durchfahren möchte. Ich habe mir dafür
Testspulen gebastelt (Radius zw. 3 und 5 cm für größer oder kleiner ist
kein Platz) und einen 50 Ohm Widerstand zum abschließen. Das Magnetfeld
sollte in einer Entfernung von 7.5 cm noch groß sein (40mG).
Wie muss ich die Spulen konstruieren oder wie die Impedanz anpassen,
dass das abgestrahlte Magnetfeld möglichst groß ist?
Für die beste Impedanzanpassung ist eine einzelne Leiterschlaufe wohl am
besten, dann brauche ich aber auch unglaublich viel Leistung um das
Magnetfeld zu erzeugen. Und wie groß ist das abgestrahlte Magnetfeld
wirklich?
Hmmm,
hast du vor, ein Overhauser Magnetometer zu bauen?
in diesem Falle ginge es allerdings (anders als beim
Protonen-Präzessions Magnetometer, das mit Gleichstrom eingephast wird)
um Elektronen-Spins der freien Radikale in der Meßflüssigkeit...
Ne, Ne, es geht darum Atome aus einer Falle zu kicken indem man einen
Spinflip induziert. Aber anscheinend erzeugen die nicht das Magnetfeld,
das ich brauche.
Also Endor Spulen. 40 Gauss sind eine Menge. Wir verwenden 200 oder 500W
AR-Verstaerker. Die Spulen sollten grad am Sample sein und einige
Windungen beinhalten. Wenn die Impedanz zu tief ist, ist auch nichts.
>Wie muss ich die Spulen konstruieren oder wie die Impedanz anpassen,>dass das abgestrahlte Magnetfeld möglichst groß ist?
Du solltest als Physiker wissen, dass ein Magnetfeld nicht "abgestrahlt"
wird.
>Für die beste Impedanzanpassung ist eine einzelne Leiterschlaufe wohl am>besten,
Wenn du in der Lage bist, die niedrige Impedanz mit deiner Quelle zu
bestromen, dann ja. Ansonsten kann eine Spule aus einigen wenigen
Windungen evtl besser sein.
>dann brauche ich aber auch unglaublich viel Leistung um das>Magnetfeld zu erzeugen.
Die Verluste (v.a. Spulenwiderstand) werden sicher einige Leistung
verbraten
>Und wie groß ist das> ... Magnetfeld wirklich?
Es gibt brauchbare Näherungsgleichungen für das Magnetfeld einer
stromdurchflossenen Spule.
Sorry, 40mT sind ja 400 Gauss. Das geht eher nicht. Auch gepulst nicht.
Unsere Endor Spulen vertragen 1W average. Das sind dann bei 1kHz und
5us, 200W peak. Wir hatt auch Versuche, resonant zu arbeiten. Da ist
dann aber nichts mehr mit sweep. Und wir haben die Spule verbrannt.
Ich hatte 40 milli Gauss geschrieben. Das ist schon machbar. Und mit Bio
Savart habe ich das Auch schon ausgerechnet. Nur wenn ich dann messe
kriege ich ein Feld das 5 mal kleiner ist.
Sorry, Ja, 40mG sind fast nichts.
Biot Savart stimmt ganz sicher. Auf den Strom bezogen - bitte den Strom
nachmessen - ueber dem 50 Ohm. Und unter der Voraussetzung, dass ueber
die Laenge des Spulendrahtes keine nennenswerten nicht beruecksichtigten
Phasenverschiebungen auftreten. Auch das kann man messen, als phase am
50 Ohm Widerstand.
Was willst du eigentlich genau machen? Das klingt alles etwas seltsam.
Was heißt schnell? Was hast du für eine Falle? Welche Atome? Möchtest du
evaporativ kühlen?
Genereller Ratschlag aus persönlicher Leidensgeschichte: Bei 7.5cm
Entfernung braucht du vermutlich einfach einen größeren Verstärker oder
musst näher an die Atome ran, das ist am einfachsten...
