3.2. Характеристики и параметры спиновых процессоров

Основными параметрами спиновых процессоров являются:

рабочая частота f₀;

ширина полосы пропускания ;

максимальная длительность обрабатываемых сигналов ;

время памяти t_п;

энергетические параметры: мощности сигналов возбуждения P_в и эхо-

сигналов P_c; динамический диапазон по выходу D; и переходное

затухание K;

энерго-весовые и конструктивные характеристики.

Частотные характеристики спиновых процессоров определяются формой неоднородно уширенной линии поглощения рабочего вещества, а его центральная частота f₀ и полоса пропускания равны соответственно центральной частоте и ширине линии поглощения.

Поскольку ограничения, накладываемые на длительность сигналов, а также релаксационные искажения связаны, в первую очередь, с процессами поперечной релаксации, то максимальная длительность сигналов условно принимается равной времени поперечной релаксации .

Время памяти системы характеризует максимальное время хранения информации о записанном сигнале и связано с временем продольной релаксации. Целесообразно пояснить сказанное на примере алгоритма управляемой задержки сигнала (рис. 3.5). Второй импульс, вводимый в процессор в момент времени t₂, задерживается на время t₃. Изменяя момент подачи третьего импульса, можно изменять время задержки. Однако, как видно из (3.3), амплитуда эхо пропорциональна . Таким образом, увеличение t₃ сопровождается экспоненциальным затуханием амплитуды отклика с характерным временем T₁. Следовательно, время продольной релаксации определяет время памяти процессора. Чем больше T₁, тем на большее время можно запомнить информацию.

Следует также отметить, что время продольной релаксации T₁ характеризует процесс возвращения спиновой системы в исходное состояние после каждого цикла возбуждения эха. Можно определить интервал времени, в течение которого устанавливается исходное состояние, как (2…3)T₁. Таким образом, параметр T₁ определяет также максимальную частоту повторения циклов возбуждения, равную . В принципе эта частота может быть выше указанной. При этом с ростом частоты повторения амплитуда эхо-сигнала будет падать из-за неполного восстановления равновесной намагниченности M₀. Кроме того, может возникнуть межпериодная интерференция эхо-сигналов, не описанная в литературе.

Таким образом, параметры линии поглощения и времена релаксации используемого рабочего вещества определяют информационные параметры процессоров.

В табл. 3.1 приведены параметры процессоров, использующих различные виды фазированного эха. Обычно для ЯМР выделяют два класса рабочих веществ: немагнитные и магнитоупорядоченные. В немагнитных веществах частота ЯМР и ЭПР и ширина линии определяются соответственно средним значением индукции внешнего магнитного поля B₀ и его неоднородностью , а также гиромагнитным отношением  ядра или электрона. Так для ЯМР на протонах f₀ [МГц]=42.58 B₀ [Т], а в случае ЭПР f₀ [ГГц]=28.0 B₀ [Т].

Обычные значения индукции B₀, которые получают в лабораторных условиях, достигают 0.1 … 1 Т. Что касается ЭПР, то отличительной особенностью этого вида магнитного резонанса в отличие от ЯМР являются

Таблица 3.1