[實用新型]一種核磁共振譜儀

有效

• 申請號: 201920623296.0
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN210181198U
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 周宗權;靳明;李傳鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01R33/46
• 分類號: G01R33/46;G01N24/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

一種核磁共振譜儀，包括：樣品腔(11)，用于裝載待測樣品(111)并提供射頻磁場；激光系統(12)，用于產生泵浦光和探測光，并將泵浦光和探測光聚焦于待測樣品(111)，以使待測樣品(111)在泵浦光、探測光以及射頻磁場的作用下產生光子回波信號；探測系統(13)，用于將光子回波信號轉換為電信號，并可視化顯示電信號，以實現對待測樣品能級結構的測量。通過將光子回波信號探測與射頻電磁場、光譜燒孔技術結合起來，實現了非均勻加寬的光學躍遷超精細能級結構的探測，可用于表征超精細相互作用。該核磁共振譜儀具有探測全面、準確性高、抗干擾性好等優點，設備簡單且易于操作。

技術領域

本實用新型涉及核磁共振技術領域，尤其涉及一種核磁共振譜儀。

背景技術

核磁共振在物理、化學、生物、醫學、工程等諸多領域具有廣泛的應用，是一種普適的物性檢測手段。其中，基于光學探測的核磁共振分析具有高靈敏度的特點，目前在前沿科學研究中很受歡迎。例如，在量子通信研究領域，量子存儲器是實現遠程量子通信的核心器件。而基于稀土摻雜晶體的量子存儲器具有高效率、高保真度、存儲帶寬大、存儲壽命長等特點，使得它越來越受到人們的關注。為了選出具有優越性能的稀土摻雜晶體，基于核磁共振分析來探測其精細能級結構并表征其超精細相互作用原理就顯的至關重要。目前基于光學探測的核磁共振分析手段主要有以下幾種：1)光譜燒孔技術：光譜燒孔是對材料吸收譜特定頻率的飽和激發后，導致材料的吸收譜在特定頻譜范圍內的增強或減弱的效應，光譜燒孔獲得的光譜結構包含了原子的超精細能級結構信息，可以有效地精確讀取基態與激發態的精細能級結構；2)拉曼外差的核磁共振技術：它讀取參考輸入光場及散射光場之間的拍頻信號，利用外差放大的特性測量其精細結構的能譜，它具有極高的信噪比，但是它無法分辨譜線對應光學躍遷基態還是激發態。

發明內容

(一)要解決的技術問題

基于以上技術問題，本實用新型提供了一種核磁共振譜儀，以實現非均勻加寬的光學躍遷超精細能級結構的探測，本實用新型具有探測全面、準確性高、抗干擾性好的特點。

(二)技術方案

本實用新型提供了一種核磁共振譜儀，包括：樣品腔11，用于裝載待測樣品111并提供射頻磁場；激光系統12，用于產生泵浦光和探測光，并將泵浦光和探測光聚焦于所述待測樣品111，以使待測樣品111在泵浦光、探測光以及射頻磁場的作用下產生光子回波信號；探測系統13，用于將光子回波信號轉換為電信號，并可視化顯示電信號，以實現對待測樣品能級結構的測量，其中，探測系統13包括：光電探測器131，用于將光子回波信號轉化為電信號；示波器132，用于可視化顯示所述電信號，以實現對待測樣品超精細能級結構的測量。

可選地，樣品腔11包括：恒定磁場的低溫腔112，用于冷卻待測樣品111至預設溫度，同時提供恒定磁場；射頻線圈113，纏繞于待測樣品111表面，用于為待測樣品111提供射頻磁場，以使待測樣品111的能級布居數遷移；射頻驅動114，用于控制射頻線圈113上射頻信號的加載，以使射頻線圈113根據射頻信號產生射頻磁場。

可選地，激光系統12包括：激光器121，用于產生激光；第一聲光調制器122，用于將所述激光調制為泵浦光；第二聲光調制器123，用于將所述激光調制為固定頻率的具有三個脈沖的探測光；透鏡組124，用于聚焦探測光，并將聚焦后的探測光和泵浦光射于待測樣品上，以使待測樣品111產生光子回波信號。

可選地，泵浦光用于使待測樣品的吸收帶能級初始化；探測光用于使能級初始化后的待測樣品111產生能級躍遷生成光子回波信號。

可選地，透鏡組124采用交叉光路形式，以使探測光和泵浦光交叉射于待測樣品111上，以避免泵浦光產生的噪聲。

可選地，泵浦光包括測量光學下能級泵浦光和同時測量光學上能級和下能級的泵浦光。

可選地，當泵浦光為光學下能級泵浦光時，射頻驅動114的射頻信號加載于探測光之前。