Bloch方程的解析解及其在水峰抑制和特形脉冲设计中的应用

用Laplace变换方法求出了Bloch方程在各种不同物理条件下的解析解,这些解析解物理图象清楚,便于分析,克服了数值解中的困难.解析解和相应的结论已用于水峰抑制和特形脉冲的设计.对于水峰抑制,本文指出抑制效果是有极限的,并给出了抑制效果的极限以及最佳抑制时间的近似计算公式.在特形脉冲的模拟过程中,我们发现只有同时考虑全部四类解析解,才能得到正确的模拟结果,另外,模拟还表明,要在保持激励频谱形状不变的条件下,得到不同倾倒角的脉冲必须改变激励脉冲的形状,相应实验的结果与我们给出的上述结论完全吻合。     

脉冲梯度场NMR实验中的弛豫和辐射阻尼效应

使用梯度脉冲压制水峰已广泛地应用于生物样品的NMR实验,一个选择性90°脉冲接一个纵向的散相梯度脉冲破预期能得到好的去水峰效果,然而基于下面的三方面的原因,梯度脉冲去水峰的效果受到了限制,其一是梯度散相的动力学过程表明总磁化强度的衰减是需要时间的,其二是纵向弛豫T₁机制在梯度脉冲作用过程中不可避免,其三是辐射阻尼效应力图将磁化强度推向z方向.在本文中我们定量地分析了这三种机制在压水峰过程中的作用.     

水峰的双重抑制

在生物样品或其它稀水溶液的质子FT-NMR测试中,强水峰的存在将严重影响测试的进行。有时甚至简单地使用某一种抑制水峰的方法不能把水峰衰减到所需要的程度。我们把传统的予饱和法^[1]与基于射频场固有不均匀性的自旋锁定法组合起来,用于抑制很强的水峰,得到了很高的抑制比,该组合方法保持了自旋锁定法相位失真小的优点,并且其强度失真也比1331脉冲序列有明显改善。     

体内1H NMR中的水峰抑制

本文研究了in Vivo NMR实验中的水峰抑制问题.通过结合予饱和和1-2τ-5,4-τ-5,4-2τ-1硬脉冲序列,水峰抑制系数达到1000以上.从而为研究微量代谢产物创造了条件.     

一个获得压水峰良好效果的简单方法

蛋白质NMR中最基本的实验是HSQC实验.在HSQC实验中,水峰压制的主要方法之一是利用一对与异核旋磁比比值相适应的梯度脉冲.该文介绍一种简单易行的方法,只需对这一对脉冲进行适当的延长便能使得水峰几乎完全消失.     

一个获得压水峰良好效果的简单方法

蛋白质NMR中最基本的实验是HSQC实验．在HSQC实验中,水峰压制的主要方法之一是利用一对与异核旋磁比比值相适应的梯度脉冲．该文介绍一种简单易行的方法,只需对这一对脉冲进行适当的延长便能使得水峰几乎完全消失.     

特形脉冲的欧拉角

本文提出了用量子力学的空间转动变换算符描述特形脉冲的方法。它把任意的特形脉冲用三个欧拉角来表示,并且使得在特形脉冲下的相干演化可以很容易地利用多极NMR理论,张量算符理论或者积算符理论来分析,作为例子,用数值方法计算了高斯脉冲的三个参数。     

特形脉冲Euler角的数值计算

转动算符方法用三个Euler角来表征特形脉冲，它是描述特形脉冲自旋动力学的有效方法.本文利用四元数的概念，通过四元数元进行转动合成，从而给出一种计算特形脉冲Euler角的简捷方法     

APPLICATION STUDY ON SOLVENT SIGNAL SUPPRESSION WITH SELECTIVE EXCITATION TECHNIQUE IN COMBINATION WITH PFG

对结合脉冲梯度场的选择激发技术在溶剂峰抑制中的四种可行序列进行比较,实验表明非对称的双梯度自旋回波序列在谱图的相位特性和溶剂峰抑制效果两方面均是最佳的方案,并将其推广应用到溶剂峰抑制的gCOSY实验中,获得较理想的溶剂峰抑制效果.     

结合脉冲梯度场的选择激发技术在溶剂峰抑制中的应用

对结合脉冲梯度场的选择激发技术在溶剂峰抑制中的四种可行序列进行比较,实验表明非对称的双梯度自旋回波序列在谱图的相位特性和溶剂峰抑制效果两方面均是最佳的方案,并将其推广应用到溶剂峰抑制的gCOSY实验中,获得较理想的溶剂峰抑制效果     

针对磁共振射频脉冲的时频域分析方法比较研究

射频脉冲可实现样本自旋体系的精确操控,进而产生预期的核磁共振(NMR)信号,在NMR信号产生过程中扮演重要角色.该文分别采用短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)和维格纳-威利分布(WVD)几种时频域分析方法对射频脉冲(优化形状脉冲)进行特性分析和比较.结果表明,三种方法各自具有优缺点,结合各自优势对射频脉冲进行各种方法分析,可以更好地理解复杂脉冲的幅度、相位特性在时频域的分布情况.该文的研究方法将为直观理解复杂射频脉冲对自旋体系的作用机制提供参考.     

磁芯材料脉冲间叠加复位研究

 介绍了通过反向叠加长脉冲的方法，在双脉冲间隔小于1 μs的情况下对直线感应加速器磁芯进行的脉冲间复位实验，复位后波形幅度得到了明显改善，在最大伏秒值280 kV×100 ns的单脉冲感应腔上得到了两个伏秒值为200 kV×100 ns的感应脉冲。实验表明：当主脉冲脉宽小于100 ns，间隔大于500 ns时，采用脉冲间叠加复位的方法,将主脉冲叠加在一个反向的长脉冲上（脉宽大于10 μs，最大幅度约为主脉冲的20%）形成正负脉冲串，能有效提高感应加速腔磁芯的利用率，且对感应主脉冲没有明显影响，使单脉冲直线感应加速器的多脉冲改造成为可能。     

Frequency doubling and Fourier domain shaping the output of a femtosecond optical parametric amplifier: easy access to tuneable femtosecond pulse shapes in the deep ultraviolet

Tuneable, shaped, ultraviolet (UV) femtosecond laser pulses are produced by shaping and frequency doubling the output of a commercial optical parametric amplifier (OPA). A reflective mode, folded, pulse shaping assembly employing a spatial light modulator (SLM) shapes femtosecond pulses in the visible region of the spectrum. The shaped visible light pulses are frequency doubled to generate phase- and amplitude-shaped, ultrashort light pulses in the deep ultraviolet. This approach benefits from a simple experimental setup and the potential for tuning the central frequency of the shaped ultraviolet waveform. A number of pulse shapes have been synthesised and characterised using cross-correlation frequency resolved optical gating (XFROG). This pulse shaping method can be employed for coherent control experiments in the ultraviolet region of the spectrum where many organic molecules have strong absorption bands. D.S.N. Parker and A.D.G. Nunn contributed equally to this work.     

19 fs shaped ultraviolet pulses

We report the generation of shaped tunable ultrashort ultraviolet pulses with full control over the spectral phase and amplitude. The output of a noncollinearly phase-matched optical parametric amplifier is shaped in phase and amplitude by a liquid-crystal spatial light modulator. The resulting structured visible pulses are transferred into the ultraviolet by sum-frequency mixing with strongly chirped 775 nm pulses. Single, double, and triple pulses at 344 nm with subpulses as short as 19 fs are explicitly demonstrated. The method can easily be adapted to arbitrarily shaped pulses throughout the 295-370 nm range.     

Femtosecond strong-field coherent control of nonresonant ionization with shaped pulses

The strong-field coherent control of the nonresonant ionization of nitrous oxide using shaped pulses is investigated.We study the dependence of periodic coherent oscillation of the total ionization yield on the variation of laser phase parameters. The physical mechanism of the strong-field coherent control is investigated experimentally and theoretically by the nonresonant spectral phase interferences in the frequency domain. We show that the intense shaped pulses with broadband and off-resonance can be used as a robust strong-field coherent control method.     

结合脉冲梯度场(PFG)的选择性形状脉冲的相位特性研究

从转动矩阵理论与实验两方面研究了结合脉冲梯度场的选择性形状脉冲的相位特性,结果表明:单梯度自旋回波(SPFGSE)和双梯度自旋回波(DPFGSE)对于对称和反对称的形状脉冲,都能很好地克服其相位畸变;而双梯度自旋回波(DPFGSE)对于非对称的形状脉冲也能克服其相位畸变;双选择性单梯度自旋回波无法克服形状脉冲的相位畸变.     

Varian系统所有通道上的整形脉冲

本文介绍了Varian系统所有通道上的整形脉冲;整形脉冲的形状;波形发生器的功率适中的脉冲整形以及应用"Tophat"的选择激发;整形脉冲与选择性反转;选择性反转或宽带反转,整形脉冲的宽带激发;以及多频率激发的移层式脉冲等.     

时间整形飞秒激光诱导熔融硅表面纳米周期条纹的电子动力学研究

研究了时间整形飞秒激光在熔融硅表面诱导纳米周期条纹结构的电子动力学过程.通过引入非线性电离机制和表面等离子激元的瞬态作用机理,建立了关于时间整形飞秒激光诱导和调控熔融硅表面纳米周期条纹结构的电子动力学模型,并应用该模型研究获得了纳米条纹周期与时间整形脉冲时间间隔的定量关系.理论研究结果表明,通过调节时间整形脉冲的时间间隔可以实现操控表面等离子激元与激光瞬态干涉过程中的波矢配对,最终可实现对诱导的纳米条纹周期的调控.此模型预测得到的纳米条纹周期与实验结果符合得很好.该研究对于深刻理解整形脉冲链诱导材料表面纳米周期结构的电子动力学操纵机制以及对条纹周期的调控都具有重要的理论价值.     

Generation of shaped ultraviolet pulses at the third harmonic of titanium-sapphire femtosecond laser radiation

We experimentally demonstrate a method to generate shaped femtosecond laser pulses in the ultraviolet at a central wavelength of 267 nm, the third harmonic of conventional titanium-sapphire femtosecond laser systems. Employing a 128-pixel liquid-crystal spatial light modulator, we impose variable spectral phase modulations upon the near-infrared laser pulses. By this, complex laser pulses can be shaped whose overall spectrum is still conserved. Our experiments show that it is possible to easily transfer these pulses into the ultraviolet at 267 nm via sum-frequency mixing in nonlinear crystals and to predictably generate multistructured ultraviolet femtosecond laser pulses. We analyze the temporal and spectral composition of these pulses after frequency conversion into the ultraviolet using difference-frequency cross-correlation and XFROG (cross-correlation frequency-resolved optical gating) techniques with an unmodulated fundamental laser pulse. The method can be employed to facilitate adaptive quantum control experiments in the ultraviolet wavelength regime, where the major absorption bands of many organic molecular systems are located. PACS 42.65.Re; 42.72.Bj; 32.80.Qk     

Second-harmonic generation frequency-resolved optical gating analysis of low-intensity shaped femtosecond pulses at 1.55 mum

We illustrate observation and characterization of medium- and low-intensity shaped ultrashort pulses at lambda=1.55mum through single-shot geometry (multishot-average) second-harmonic generation-frequency-resolved optical gating. The pulses are shaped by amplitude filters in the Fourier plane of a compact folded shaper. Sensitivity to pulses with energies of less than 20 pJ and high dynamic range is reported for this configuration. Application of this method to the propagation of ~170-fs pulses through a 50-m fiber link is also illustrated.