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研究生: 劉玠沂
論文名稱: 光激發3He超極化氣體在梯度磁場下之縱向鬆弛物理研究
The Research of Nuclear Spin-Lattice Relaxation of Hyperpolarized 3He Gas in Gradient Field
指導教授: 楊鴻昌
Yang, Hong-Chang
洪姮娥
Horng, Herng-Er
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 光電工程研究所
Graduate Institute of Electro-Optical Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 47
中文關鍵詞: 3He超極化氣體光激發
論文種類: 學術論文
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  • 本實驗建立一套雷射光極化惰性氣體與核磁共振量測系統,用以量測3He氣體之核磁共振訊號。此架構利用光學灌注的方法,先將銣電子激發至極化狀態,再透過自旋交換作用將角動量轉移給3He原子核,使之超極化。實驗所用之光學腔為密閉之玻璃圓柱體容器,其內有530 torr之3He氣體和作為緩衝氣體之氮氣60 torr與少量銣金屬。本實驗固定溫度在185 ℃,藉由改變均勻磁場與梯度磁場大小,以觀察對極化氣體特性之影響,包括3He和Rb的極化量、3He原子核與Rb電子的自旋交換率、自旋鬆弛時間以及3He原子之間的碰撞平均時間。

    第一章 緒論 ..............................................1 第二章 實驗原理 ..........................................3 2-1核磁共振( NMR )原理 ................................3 2-1.1 Larmor頻率 ................................3 2-1.2 波茲曼分布理論與磁矩強度 ..................5 2-1.3 B1脈衝 ................................... 6 2-1.4 鬆弛,自旋晶格弛緩時間與自旋自旋弛緩時..... 7 2-1.5 自由感應衰退(Free Induction Decay) .........9 2-2 梯度磁場.........................................10 2-2.1 空間中梯度分佈.............................10 2-2.2 磁場梯度與電流關係.........................11 2-3 光激發銣原子之自旋交換原理.......................12 2-3.1 銣原子的光譜..............................12 2-3.2 Optical Pumping...........................13 2-3.3 Rb與3He之自旋交換作用....................14 2-4 極化量的計算原理 .................................15 2-5 理論分析.........................................19 第三章 實驗架構與實驗流程................................21 3-1光激發自旋交換與核磁共振測量系統..................21 3-2 實驗流程......................................... 26 第四章 實驗結果..........................................27 4-1 3He極化量計算....................................27 4-2均勻磁場不同對NMR訊號影響之比較..................29 4-3 施加梯度磁場對NMR訊號在不同均勻磁場下之影響......36 第五章 結論..............................................45 Reference................................................46

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