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Sensitivity Enhancement of NMR Spectroscopy Receiving Chain Used in Condensed Matter Physic

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标签: NMR

NMR

核磁共振

核磁共振

成像

成像

Assurance  of  high  measuring  sensitivity  is  one  of  the  most  challenging  issues  for  any  nuclear  magnetic  resonance  (NMR)  spectroscopy  system.  To  this  end,  we  propose  an  accurate  noise  model  of  the  entire  probe-to-spectrometer  receiving  chain  for  condensed  matter  physics,  based  on  the  concept  of  noise  figure.  The  model  predicts  the  propagation  of  both  the  signal  and  noise  levels  in  every  component  of  the  NMR  spectroscopy  receiving  chain.  Furthermore,  it  enables  identification  of  the  \"weakest\"  component  and,  therefore,  the  optimization  of  the  whole  system.  The  most  important  property  of  the  proposed  model  is  the  possibility  to  find  system  parameters  that  reduce  the  measurement  time  by  an  a  priori  calculation,  rather  than  an  a  posteriori  approach.  The  model  was  tested  experimentally  on  several  different  samples.  It  was  found  that  the  measurement  time  can  still  be  significantly  shortened,  down  to  at  least  one  half  of  the  measurement  time,  starting  from  optimized  conditions  with  commercially  available  components.  Thus,  the  proposed  model  can  be  used  as  a  tool  for  both  quantitative  analysis  of  the  noise  properties  and  a  sensitivity  prediction  of  practical  NMR  systems  in  physics  and  material  science.

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