特形脉冲激发轮廓的快速测量

利用脉冲梯度场技术，可采用自旋回波或梯度加波方法在单次或数次实验中获得高分辨的反映相位特性的特形脉冲激发轮廓，实验测量的关键在于准确确定回波汇集时间，由于脉冲梯度场的不完善，实验测量中任何回波时间确定的偏差将造成激发轮廓的线性相位误差，该文利用相位预补偿方法对实验测量的细节进行了讨论。     

一种快速自旋回波的受激回波伪影校正方法

研究了快速自旋回波产生受激回波的原理,以及受激回波与射频脉冲相位角之间的关系.针对快速自旋回波脉冲序列提出了一种受激回波伪影校正方法.通过两次激发分离出自旋回波与受激回波,然后调整预散相梯度的面积使受激回波与自旋回波中心重合,并修改180°回聚脉冲相位角使受激回波与自旋回波同相位.在1.5T超导磁共振成像系统对校正方法进行了验证,经过受激回波伪影校正后,快速自旋回波图像的信噪比提高了57.08%,图像伪影降低了76.12%.实验结果表明,所提出的方法可以有效抑制受激回波对快速自旋回波成像的影响,提高了图像质量.     

测量弱自旋回波信号辅助电路设计

设计了除去自旋回波谱仪输出的90°脉冲信号电路，该电路的设计可实现利用Boxcar积分器和自旋回波谱仪测量微弱的自旋回波信号，较大地提高Boxcar积分器的输入动态范围．     

基于GMFM的脉冲涡流检测亚表面腐蚀缺陷成像技术

将磁场梯度测量技术和脉冲涡流检测技术有效融合,集中探究基于脉冲涡流磁场梯度信号的亚表面腐蚀缺陷成像手段及其优势性。首先,采用三维有限元仿真分析了脉冲涡流磁场梯度信号在亚表面腐蚀缺陷成像中的有效性和优势性,模拟仿真结果显示磁场梯度信号对于缺陷边缘的检测具有优势。基于模拟仿真结果,搭建了一套脉冲涡流检测实验系统,通过成像实验比较了基于两类信号的亚表面腐蚀缺陷扫描结果,并进一步研究了该类缺陷的成像技术。成像结果表明采用磁场梯度信号可实现对缺陷边缘的高效成像,基于磁场梯度测量的脉冲涡流检测技术较传统脉冲涡流检测技术,具有高效、高灵敏度的优势。     

基于脉冲涡流磁场梯度检测的多层金属结构层间腐蚀缺陷成像

多层金属结构常见于大型、复杂装备中,由于其恶劣的服役环境结构层间易出现腐蚀缺陷,严重影响在役装备结构的质量与安全。本研究通过仿真和试验研究,探究了脉冲涡流磁场梯度检测方法在多层金属结构层间腐蚀缺陷成像中的实现手段及优势性。建立了脉冲涡流磁场梯度检测的三维有限元模型,仿真分析了脉冲涡流磁场梯度检测方法在多层金属结构层间腐蚀缺陷成像中的有效性和优势性。搭建了脉冲涡流磁场梯度检测试验系统,对仿真结果进行了验证。研究结果表明脉冲涡流磁场梯度检测方法可对多层金属结构层间腐蚀缺陷进行高精度成像。     

教学用小型自旋回波谱仪

为了给物理系学生开设脉冲核磁共振实验,我们研制了一台简单、小型、低成本的自旋回波谱仪。该谱仪工作频率为18MHz,利用一般实验室电磁铁,它可以用于测量液体样品(质子)的自旋—晶格,自旋—自旋弛豫时间T_1和T_2。本文叙述了谱仪的设计和结构,给出了部分电路及由本谱仪摄得的甘油样品的自旋回波讯号。     

相位对比磁共振成像中的扰相射频脉冲分析

应用仿真实验研究了在基于梯度回波的2维相位对比磁共振序列中扰相射频脉冲的作用,应用模体和志愿者实验来确定在准确测量血流的前提下扰相射频脉冲对相位对比磁共振图像和血流测量结果的影响.相位对比磁共振对血流的测量结果显示:当扰相梯度充足时,是否使用扰相射频脉冲对测量结果无明显影响;但是当扰相梯度不充分时,使用扰相射频脉冲成像测量的血流更准确;并且使用扰相射频脉冲可以改善图像的对比度,更容易区分血流区域和静态组织.     

核磁共振成象中的磁化率效应的研究

利用自制的微成象系统,在７Ｔ的主磁场下,测量了模型样品的核磁共振图象中磁化率引起的失真,观察到图象的失真随频率编码梯度场强度的增大而减弱,对不同的成象脉冲序列,场梯度回波序列所产生的失真最大,自旋回波序列其次,双相位编码的脉冲序列则能完全消除磁化率效应引起的失真。     

自旋条件下弹载脉冲多普勒雷达回波特性研究

为了精确研究自旋条件下弹载脉冲多普勒(PD)雷达的回波信号,本文建立弹头再入自旋运动模型,得到了点波束回波的延时和多普勒频率公式。通过仿真,验证了模型和公式的正确性。所得的结论为宽波束雷达回波精确模拟奠定了坚实的基础,具有很强的借鉴意义。     

磁层的自施波贯穿

计算了中子自旋波穿越均匀磁场层过程的精确解，讨论了有限厚磁层、极薄磁层、回波共振和混合态入射等情形，提供了贯穿系数、极化矢量等的精确表达式，从而为高精度的中子干涉仪测量提供了一个基础．     

用于低场磁共振T_1、T_2测量的序列

为了测量低场磁共振设备参数,该文提出一种对硬件要求不高,可以较快测量T1、T2数据的方法。通过对基本序列进行研究,充分利用由3个射频激发产生信号的信息,设计读取梯度对它们进行区分,完成了可以在一次扫描中同时测量T1、T2参数的刺激回波(stimulated echo,STE)序列。该序列在0.3T低场设备上进行了包括水模和人体在内的测量实验,测量时间相对同时使用传统自旋回波序列(spin echo,SE)、反转恢复回波序列(inversion recovery,IR)减少一半。测量结果证明STE是一种适合于低场环境参数测量使用的序列。     

用于低场磁共振T_1、T_2测量的序列

为了测量低场磁共振设备参数,该文提出一种对硬件要求不高,可以较快测量T1、T2数据的方法。通过对基本序列进行研究,充分利用由3个射频激发产生信号的信息,设计读取梯度对它们进行区分,完成了可以在一次扫描中同时测量T1、T2参数的刺激回波(stimulated echo,STE)序列。该序列在0.3T低场设备上进行了包括水模和人体在内的测量实验,测量时间相对同时使用传统自旋回波序列(spin echo,SE)、反转恢复回波序列(inversion recovery,IR)减少一半。测量结果证明STE是一种适合于低场环境参数测量使用的序列。     

靶向振荡磁场发生器的研制

针对药物靶向治疗中难以产生足够磁场强度和梯度的交流脉冲磁场问题,提出了采用双极性脉冲电流产生靶向引导磁场的新思路,研制了一种适用于磁性药物聚焦和控制药物释放的靶向振荡磁场发生器,其主电路拓扑利用负载能量回馈,减少电路损耗,提高电流幅值和电流脉冲陡度,从而提高磁场强度和磁场强度变化率。该装置输出频率0.125~32 Hz,磁感应强度达1.3 T,正弦磁场、单极性和双极性脉冲磁场的磁性微粒聚焦效果和振荡效果的对比实验,证明双极性陡脉冲强磁场更适用于靶向治疗。双极性脉冲强磁场中磁性微粒聚集速度快,聚焦效果好,振荡现象明显。     

磁场梯度张量定位中的矢量磁力计最简配置

基于载体潜深/地磁异常水下定位方法,分析了地磁异常磁场梯度张量的特点,得出矢量磁力计的最简配置为7单轴.分析了7磁力计测量磁场梯度的必备条件和最优测量矩阵,提出了一种安装于立方体顶点的7磁力计配置.数值仿真给出了磁场梯度与载体定位相对误差同立方体边长间的关系,结果表明这些误差随边长加大而快速增长.在分析磁场梯度误差形成原因的基础上,指出精确测量磁场梯度张量须采用10单轴配置,仿真结果表明在10单轴配置方式中磁场梯度和定位误差都很小.     

调频连续波雷达自旋目标干涉三维成像方法

相比脉冲体制雷达,调频连续波雷达具有功耗低、成本低、重量轻等优点,发展前景广阔,同时雷达三维成像技术可为目标的分类识别提供重要的特征信息。但是自旋目标在调频连续波信号条件下会产生一维距离走动以及回波相位的改变,这对干涉三维成像产生了影响。针对自旋目标在线性调频连续波雷达中的干涉三维成像技术进行了研究,分析了自旋产生的回波调制效应与相位变化,结合分析所得的调制前后目标在距离 慢时间像上微动特征的变化关系与扩展Hough变换提取的微动参数,解决了干涉三维成像中由于回波调制效应导致的目标坐标畸变问题,提出了基于调频连续波雷达的自旋目标干涉三维成像的具体处理方法。仿真实验证明,所提方法有效提高了自旋目标的干涉三维成像质量。     

基于PC 机的磁共振微成象系统研制

在常规核磁共振谱仪上自行设计和研制了一套磁共振微成象系统，改装谱仪的选择激发单元，制作梯度场放大器、梯度场线圈，改造探头。由基于IBMPC的主控计算机负责脉冲序列波形产生、软脉冲波形产生、数据处理、图像重建以及成象实验的协调和控制，配合谱仪进行了自旋回波脉冲序列的成象实验，获得了较高质量的质子密度图像，该成象系统制作成本低、实验参数改变方便，适合于在未带成象功能的磁共振谱仪上进行成象技术研究。     

核磁共振弛豫时间的测量

本文指出了在核磁共振实验中通常使用的通过测量信号宽度求横向弛豫时间的方法的局限性。介绍了以特殊的射频脉冲序列来测量横向弛豫时间的“自旋——回波”方法和测量纵向弛象时间的“倒置——恢复”方法。     

自旋波线宽的测量

介绍了一种测量微波铁氧体材料自旋波线宽△H_K的方法,它是用连续微波信号进行测量的。用该装置测量了单晶YIG材料在平行激发下的“蝴蝶曲线”,从而可以得到在自旋波不稳临界点处,△H_K随外磁场的函数关系。     

核磁共振弛豫时间的测量

本文指出了在核磁共振实验中通常使用的通过测量信号宽度求横向弛豫时间的方法的局限性。介绍了以特殊的射频脉冲序列来测量横向弛豫时间的“自旋──回波”方法和测量纵向弛象时间的“倒置──恢复”方法．     

利用规范变换研究非均匀外场中的自旋动力学特性

介绍规范变换在解决旋量F=1的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)自旋混合动力学问题中的应用。由于系统处在非均匀外场中,其中的磁场梯度对自旋磁矩的影响比较突出,通过规范变换我们将系统由通常的z轴表象(量子化轴在z方向)变换到局域磁场方向表象(量子化轴和位置有关),从而可以直观地了解到磁场梯度的效应。随后我们展示了这种效应,即旋量BEC的磁化强度随时间的振荡行为以及这种振荡对自旋0分量塞曼能级上的粒子布居的影响。