[发明专利]使用腔使自旋系综极化

权利要求书

1.一种磁共振方法，包括：

向静磁场中的自旋系综施加驱动场，其中所述自旋系综定义包括多个角动量子空间的状态空间，所述驱动场用于将所述自旋系综的自旋状态与腔的腔模式进行耦合；以及

将所述自旋状态和所述腔模式之间的耦合独立地作用在所述自旋系综的所述多个角动量子空间中的每一个角动量子空间上，由此来提高所述自旋系综的极化，

其中，通过针对所述自旋系综的总角动量自旋算子来定义所述角动量子空间，

其中，还包括通过反复进行以下操作来提高所述自旋系综的极化：

通过所述自旋状态和所述腔模式之间的耦合来作用在所述自旋系综的所述角动量子空间上；以及

对所述角动量子空间进行混合。

2.根据权利要求1所述的磁共振方法，其中，通过偶极相互作用、横向(T₂)弛豫过程和梯度场的施加中的至少一个，来对所述角动量子空间进行混合。

3.根据权利要求1所述的磁共振方法，其中，还包括：与所述自旋系综的热(T₁)弛豫过程相比，更快地提高所述自旋系综的极化。

4.根据权利要求1所述的磁共振方法，其中，所述自旋系综具有自旋共振频率(ω_s)，并且以所述自旋共振频率(ω_s)来生成所述驱动场。

5.根据权利要求1所述的磁共振方法，其中，所述自旋系综包括核自旋，并且生成具有所述静磁场的场强度和与所述核自旋的磁旋比相关的射频的所述驱动场。

6.根据权利要求1所述的磁共振方法，其中，所述自旋系综包括电子自旋，并且以所述静磁场的场强度和与所述电子自旋的磁旋比相关的微波频率来生成所述驱动场。

7.根据权利要求1所述的磁共振方法，其中，所述腔模式和所述自旋状态之间的耦合对所述自旋系综进行冷却。

8.根据权利要求1所述的磁共振方法，其中，所述腔模式和所述自旋状态之间的耦合对所述自旋系综进行加热。

9.根据权利要求1所述的磁共振方法，其中，所述腔模式与腔共振频率(ω_c)相对应，并且所述腔共振频率(ω_c)相对于所述自旋系综的自旋共振频率(ω_s)失谐了δω＝ω_c-ω_s的量。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的磁共振方法，其中，还包括：通过与所述腔发生热接触的冷却系统的工作，来从所述腔去除热能。

11.根据权利要求1～9中任一项所述的磁共振方法，其中，所述驱动场的取向与所述静磁场垂直。

12.一种磁共振系统，包括：

共振器，用于向静磁场中的自旋系综施加驱动场，其中所述自旋系综定义包括多个角动量子空间的状态空间，所述驱动场用于将所述自旋系综的自旋状态与腔的腔模式进行耦合；以及

所述腔，用于将所述自旋状态和所述腔的腔模式之间的耦合独立地作用在所述自旋系综的所述多个角动量子空间中的每一个角动量子空间上，由此来提高所述自旋系综的极化，

其中，通过针对所述自旋系综的总角动量自旋算子来定义所述角动量子空间，

其中，还通过反复进行以下操作来提高所述自旋系综的极化：

通过所述自旋状态和所述腔模式之间的耦合来作用在所述自旋系综的所述角动量子空间上；以及

对所述角动量子空间进行混合。

13.根据权利要求12所述的磁共振系统，其中，还包括腔和共振器系统，所述腔和共振器系统用于执行根据权利要求1～11中任一项所述的磁共振方法。