CN108431622B - 在核磁共振探针中的多共振电路中的感性耦合和使用方法 - Google Patents

在核磁共振探针中的多共振电路中的感性耦合和使用方法 Download PDF

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Abstract

在本发明的各种实施例中，可以感性耦合到次级线圈，而非初级线圈，以便优化NMR探针的拓扑。此外，通过使用位于下部绝缘体下方的检测线圈耦合到次级线圈，RF均质性和信噪比可以与NMR探针拓扑一起得到改善。通过对多共振电路中的电感器进行感性耦合而不是对与NMR相关联的样本电感器参数进行感性耦合，探针构造可以布置成增大RF均质性和信噪比，同时减少空间利用限制。在本发明的各种实施例中，可以利用感性耦合到次级线圈的共振器将所述次级线圈中的主模式分裂成两个模式。

Description

在核磁共振探针中的多共振电路中的感性耦合和使用方法
技术领域
本发明涉及使用磁共振中的多共振电路的方法和NMR探针装置。在本发明中，耦接线圈和共振器耦合到次级线圈，而非耦合到母线圈或样本线圈，以便改善探针内的空间利用、母线圈的RF均质性和电路的信噪比。
背景技术
化合物(不管是合成产物还是来自天然来源的提取物)的结构阐释通常需要许多分析技术。红外线光谱法、质谱法和核磁共振(NMR)光谱法可提供广泛的化学信息。NMR可提供结构信息，还有关于分子间动力学和分子内动力学两者的信息。NMR的应用范围从大蛋白质的三维结构的确定到来自组合合成的极小量产物的分析。此外，NMR为非破坏性分析方法。
NMR探针通常具有用于第一核物质的辐照和检测的内线圈，和用于一个或多个其它核物质的辐照和或检测的与内线圈同轴的第二较大线圈。两个线圈可相对于彼此90°定向，以使两个线圈之间的耦合最小化。还应认识到，探针电路中的所有电感器应具有其间的最小耦合(k<大致0.03)，以便减少或消除这些元件之间的串扰，除非希望磁耦合。电容耦合已可用以形成用于1H-2H、13C-15N和1H-19F的多倍调谐的NMR探针。最近Zens在2015年4月15日递交的题目为《针对HFC测量结果使用双探针的NMR分析(NMR Analysis using a DualProbe for HFC Measurements)》的美国临时专利申请第62/148,137号中已展示，磁耦合也可用以改善这些多共振电路，所述申请明确地被以引用的方式全部并入本文中。
样本区域可含有或以下中的所有：1)多个样本线圈，2)磁耦合环，3)耦合共振器，4)可变调谐电容器，5)脉冲场梯度，6)法拉弟屏蔽件，7)回路间隙屏蔽件和与探针制造领域的技术人员将认识到的探针的性能和功能有关的其它组件。
发明内容
NMR场中的问题为，现有技术探针装置不针对包围样本的所有组件在下部绝缘体上方提供足够空间。这些包括1)多个样本线圈，2)磁耦合环，3)耦合共振器，4)可变调谐电容器，5)脉冲场梯度，6)法拉弟屏蔽件，7)回路间隙屏蔽件和探针设计领域的技术人员已知的其它组件。磁耦合环、耦合共振器、可变调谐电容器、脉冲场梯度、法拉弟屏蔽件和回路间隙屏蔽件可都以某一方式对探针的性能不利。B0均质性可受到这些物件的敏感性影响。可减小样本线圈的Q。样本线圈的RF均质性可受到额外金属物件的存在和耦合到样本电感器的存在磁耦合环或共振器影响。以上屏蔽件、耦合环、可变电容器、共振器、脉冲场梯度等全部可稀释NMR实验的信噪比，即使只是以较小方式。从上可知，明显地，NMR探针的样本区域中的较少物件是应在磁共振(NMR)检测装置的发展和改善中力争的条件。
在本发明的实施例中，到次级线圈的感性耦合可并入于远离样本线圈的区域中，且由此允许在样本区域中的NMR探针中的改善的空间利用，同时允许改善的磁场(B0)均质性、RF均质性和增大的信噪比。在本发明的各种实施例中，定位于所述区域外的耦合线圈到至少一个次级线圈而非初级线圈的感性耦合可消除对样本电感器的不利非均质性效应，由此允许与NMR探针构造相关联的参数被布置以增大磁场(B0)均质性、RF均质性和增大信噪比，同时减少所述区域中的空间利用限制。
在本发明的替代性实施例中，到次级线圈的感性耦合可并入于下部绝缘体下方，且由此允许在下部绝缘体上方的NMR探针中的改善的空间利用，同时允许改善的磁场(B0)均质性、RF均质性和增大的信噪比。在本发明的各种替代性实施例中，将在下部绝缘体下方的组件与到至少一个次级线圈而非初级线圈的感性耦合分开可消除对样本电感器的不利非均质性效应，由此允许与NMR探针构造相关联的参数被布置以增大磁场(B0)均质性、RF均质性和增大信噪比，同时减少空间利用限制。
在本发明的再一实施例中，在样本线圈远侧的共振器可耦合到次级线圈中的一个以便将共振分裂成两个模式，从而允许在样本区域中的NMR探针中的改善的空间利用，同时允许改善的磁场(B0)均质性、RF均质性和增大的信噪比。
在本发明的额外实施例中，位于下部绝缘体下方的共振器(其中样本线圈位于下部绝缘体上方)可耦合到次级线圈中的一个以便将共振分裂成两个模式，从而允许样本区域中的NMR探针中的改善的空间利用，同时允许改善的磁场(B0)均质性、RF均质性和增大的信噪比。
附图说明
本发明是关于其具体实施例描述。额外方面可从图了解，其中：
图1A是用于具有下部绝缘体的1H/2H的双调谐电路的示意图；
图1B是位置最接近用于1H/2H电路的样本共振器的双调谐电路的示意图；
图2A是用于具有到样本线圈的感性耦合的1H/2H电路的具有下部绝缘体的双共振电路的示意图；
图2B是位置用于具有到样本线圈的感性耦合的1H/2H的最接近样本共振器和感性耦合环的双共振电路的示意图；
图3A是展示根据本发明的实施例的具有位于下部绝缘体上方的样本线圈的1H/2H双调谐电路的示意图，其中1H/2H感性耦合电路位于下部绝缘体下方；
图3B是展示根据本发明的实施例的具有位于样本周围的样本线圈的1H/2H双调谐电路的示意图，其中1H/2H感性耦合电路位于样本共振器外；
图3C是根据本发明的实施例的展示针对基于在图3A和图3B中展示的电路的1H S(1,1)3094和2H S(2,2)3092的信号强度对频率的二端对曲线覆盖模拟；
图4A是展示根据本发明的实施例的用于分裂共振1H/19F电路的位于下部绝缘体上方的样本线圈的示意图，其中感性耦合电路位于下部绝缘体下方；
图4B类似于图4A，是展示根据本发明的实施例的用于分裂共振1H/19F电路的位于样本共振器区域中的样本线圈的示意图，其中感性耦合电路位于样本共振器区域外；
图4C是根据本发明的实施例的展示针对基于在图4A和图4B中展示的电路的两个共振1H 4095和19F 4093的信号强度对频率的单端口曲线S(1,1)模拟；
图5A是展示根据本发明的实施例的用于分裂共振电路的位于下部绝缘体上方的样本线圈和耦合环的示意图，其中感性耦合电路位于下部绝缘体下方；
图5B是展示根据本发明的实施例的用于分裂共振电路的位于样本共振器区域中的样本线圈和耦合环的示意图，其中感性耦合电路按类似于图5A的方式在样本共振器外；
图6A是展示根据本发明的实施例的位于下部绝缘体上方的样本线圈的示意图，其中感性耦合电路位于下部绝缘体下方，其中共振器将高频共振分裂成两个模式——1H和19F；
图6B是展示根据本发明的实施例的位于样本共振器区域中的样本线圈的示意图，其中感性耦合电路以类似于图6A的方式位于样本共振器区域外；
图7A是展示根据本发明的实施例的位于下部绝缘体上方的样本线圈的示意图，其中感性耦合电路位于下部绝缘体下方，其中1H端口从电感器的感性耦合发散；
图7B是展示根据本发明的实施例的位于样本共振器区域中的样本线圈的示意图，其中感性耦合电路以类似于图7A的方式位于样本共振器外；
图8A是展示根据本发明的实施例的位于下部绝缘体上方的样本线圈和共振器的示意图，其中感性耦合电路位于下部绝缘体下方；
图8B是展示根据本发明的实施例的位于样本线圈区域中的样本线圈和共振器的示意图，其中感性耦合电路以类似于图8A的方式位于样本线圈区域外；
图9A是展示根据本发明的实施例的在下部绝缘体上方且具有位于下部绝缘体下方的感性耦合电路的样本线圈和第三级线圈的示意图；
图9B是展示根据本发明的实施例的位于样本线圈区域中且具有位于样本线圈区域外的感性耦合电路的样本线圈和第三级电路的示意图；
图10A是展示根据本发明的实施例的位于下部绝缘体上方的样本线圈的示意图，其中感性耦合电路位于下部绝缘体下方，其中共振器将高频共振分裂成三个模式——1H、13C和15N；
图10B是展示根据本发明的实施例的位于样本共振器区域中的样本线圈的示意图，其中感性耦合电路以类似于图10A的方式位于样本共振器区域外；以及
图10C是根据本发明的实施例的展示针对基于在图10A和图10B中展示的电路的三个共振13C 10097、1H 10098和15N 10099的信号强度对频率的S(1,1)、S(2,2)、S(3,3)模拟。
具体实施方式
定义
过渡性术语‘包括’与‘包含’、‘含有’或‘特性在于’同义，为包含性的或开放式的，且不排除额外未列出的元件或方法步骤。
过渡性短语‘由……组成’不包括未在权利要求中指定的任一元件、步骤或成份，但不排除与本发明不相关的额外组件或步骤，例如，通常与组成物相关联的杂质。
过渡性短语“基本上由……组成”将权利要求的范围限制于指定材料或步骤和不实质上影响所要求的发明的基本和新颖特性的材料或步骤。
词‘部署’意味着附接、贴附、粘附、插入、位于或以其它方式相关联。
‘小室’意味着用以含有均匀或异质液体、气体或固体样本中的一个或多个的容器。
‘筛’意味着两个或更多个连接的长丝、网、网格或薄片。在本发明的各种实施例中，筛包含三个或更多个连接的长丝，其中至少一个长丝与另一个长丝大致正交。筛厚度大于大致20微米，且小于大致一厘米，其中大致为±百分之二十(20)。金属筛为长丝、网、网格或薄片阻挡磁耦合或RF场的筛。
耦合到不同大小和功能的各种线圈可用以优化电路。样本线圈、耦合线圈、锁定线圈、分裂线圈和检测器线圈可为亥姆霍兹(Helmholtz)线圈。样本线圈、耦合线圈、锁定线圈、分裂共振器和检测器线圈可为电磁线圈。
‘分流器’意味着允许电感线圈和或电感线圈电路相对于另一电感线圈移动的平移级。
‘长丝’意味着具有大于大致20微米且小于大致一厘米的直径的电线，其中大致为±百分之二十(20)。
词模式意味着电路中的共振。电路中的模式的数目不能超过电感器的数目。
词或短语‘耦合’、‘耦合模式’、‘检测’或‘检测模式’意味着匹配电路中的模式使得达成临界耦合常数。临界耦合对于使电阻匹配五十(50)欧姆同轴电缆是必要的。在本发明的各种实施例中，可使电阻匹配其它电阻同轴电缆。在本发明的实施例中，电阻可耦合到七十五(75)欧姆同轴电缆。在本发明的各种实施例中，七十七(77)欧姆同轴电缆给出最小损耗。
短语‘母线圈’、‘初级线圈’、‘第三级线圈’或‘样本线圈’意味着被构建以观测样本共振的电感器。
短语‘第三级线圈’意味着被构建以启用、观测或辐照第二核物质的电感器。
短语‘样本共振器’指电感线圈和电容器。样本共振器可用于检测与来自样本的信号共振的波动信号。在不存在下限阈值的情况下，定义样本共振器与一个或多个感性耦合环之间的第一距离。共振电路是具有存储为能量的振荡电流的电路，且电容器和电感器的阻抗几乎为零。电路中仅有的损耗来自组件的纯电阻性部分、电感器L和电容器C。感性耦合是两个磁耦合线圈之间的电能的近场无线发射。
可使用分裂共振器来分裂信号。可使用分裂共振器来将主共振分裂成至少两个信号。可使用分裂共振器分裂(例如)13C/27A1、1H/19F、27A1/65Cu、17O/63Cu和63Cu/65Cu。
词‘磁化系数’指用以构建探针以体质样本区域中的磁体的B0均质性的材料的磁化率。
这里，“零磁化率”意味着非常低的体积磁化率。
短语‘感性耦合环’意味着用以使模式与五十(50)欧姆同轴电缆匹配的感性耦合线圈。
短语‘多倍调谐的共振电路’意味着两个(2)或更多个调谐电路。在本发明的实施例中，三重调谐电路由例如13C、2H和15N调谐电路组成。在本发明的替代性实施例中，三重调谐电路由例如13C、1H和15N调谐电路组成。
短语‘下部绝缘体’意味着容纳初级电路的区域与在样本线圈区域外的区之间的分区。第三级线圈可位于与初级电路相同的区域中。次级电路位于样本线圈区域外。在本发明的各种实施例中，一些NMR探针(即，固体探针)不使用形式化的下部绝缘体分区。
短语‘样本共振器’意味着容纳初级电路的NMR探针的区。样本线圈与一个或多个次级电感器线圈、感性耦合环之间的距离意味着在大致10-4m与大致10-1m之间的在样本线圈与一个或多个感性耦合电路中的最靠近者之间的大致距离，其中大致意味着±百分之十(10)。
短语‘电路填充因数(CFF)’意味着对于具体模式k，参照参考电感器的CFF的定义为
Figure GDA0001880885610000061
，其中i是电感器中的电流，j索引识别具体电感器，且其暗示电流值是针对第k个模式。显然，这定义不容有互电感的存在。从CFF的定义，显然，在电路中具有较多电感器稀释了多倍调谐的探针电路的S/N。对于具有多个接地点的探针电路，存在何为共同接地点的问题。如果接地点不处于与共同接地点相同的电位，那么每一接地点基本上和电感器针对那个共同接地点，和因此电位以稀释电路的CFF。
金属包括由以下各个组成的一个或多个元素：锂、铍、硼、碳、氮、氧、钠、镁、铝、硅、磷、硫、钾、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、砷、硒、铷、锶、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、铯、钡、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、钫和镭。
NMR通常使用电感来检测来自在磁场中的核处理的振荡磁矩。因为来自这些处理核的信号固有地弱，所以研究成果已聚焦于改善在NMR实验中获得的信噪比。存在增大信噪比的两个一般方式。一个方式是通过感应极化增大磁矩的大小。另一方式是通过冷却线圈和用以检测信号的电子器件来减少噪声。在最近20年中，冷却线圈已是研究的主要焦点。举例来说，为了提供改善的敏感性，用于信号检测的电子器件可被低温冷却。相比之下，母线圈的RF均质性的信噪比可通过按更小k(耦合常数)值磁耦合到线圈而降级。
NMR探针包含匀场或场改善装置的复杂阵列以校正磁场不均质性。探针可为抽取式圆柱体，其含有：样本管固持器和空气旋转器出口；用于信号检测、自旋辐照和磁场的锁定的射频线圈；用于冷却和加热样本的电子器件、杜瓦瓶(Dewar)、气体入口和出口；用于磁场的细调整的调谐线圈，和用于产生精密场梯度的线圈。对于最常见的核，磁矩为：1Hμ＝2.7927、2Hμ＝0.8574、19Fμ＝2.6273、31Pμ＝1.1305和13Cμ＝0.7022。这些矩是以核磁子计，其为5.05078×10-27JT。两个自旋状态之间的能量差小于0.1卡/摩尔。NMR实验中的自旋由共振器检测，所述共振器在所有情况下用与来自样本的信号共振的电路检测波动信号。即，电路含有按样本中的自旋的拉莫尔(共振频率)频率共振的电感器与电容器。电感器通常以紧密接近样本容积的方式围住NMR样本。来自共振器的信号必须匹配发射线，使得可按最小损耗实现信号的激发和检测。可按许多形状和形式来设计NMR共振器。从简单螺线管到复杂内置电容线圈阵列。在实验过程期间常常激发或检测到多于一个自旋类型或核。使用多个线圈来实现此，且就在NMR实验中进行信号检测所需的物件的数目来说，在样本周围的区域可变得空间集中。归因于空间考虑，包围样本的样本线圈常常被共振，使得其具有多个模式。然而，模式的数目不能超过电感器的数目。使用多个共振样本线圈的实践帮助减少NMR探针的样本区域中的共振器的数目。对于需要用于NMR实验的锁定共振和三个其它共振频率的典型多个共振探针，这将样本区域中的线圈的数目从四个减少到两个。然而，共振器的数目的这减少并不会在无信噪比损失的情况下出现。因此，电路效率保持非常重要。图1A中展示的电容性双共振电路在电路中具有额外共振，其源自电感器不具有电路中的共同接地点的事实。这些额外共振减小电路填充因数。
NMR探针可包括样本、样本检测线圈和相关联的电路系统、用于样本检测线圈的支撑件、脉冲式场梯度、屏蔽件、一个或多个耦合线圈和相关联的电路系统、用于一个或多个耦合线圈和电感器、电容器和可变电容器的支撑件。由样本线圈产生的磁场或磁通量的扰动将减小信噪比。因此，使NMR探针的样本区域中的组件最小化可减少磁场(B0)的扰动、RF均质性，且因此增大信噪比。
图1A展示用于1H/2H共振的双调谐电路，其中样本电感器1010、样本电容器1012定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071。在本发明的各种实施例中，共振器引线#1 1031与共振器引线#2 1032的长度未必相同。位于下部绝缘体1020下方的是固定调谐电容器1022、调谐可变电容器1041、匹配可变电容器1040、1H五十(50)欧姆端口1042、电感器#1 1070、电感器#2 1071、匹配可变电容器1083、调谐可变电容器1080、高频块1086、2H五十(50)欧姆端口1082、调谐电容器1024、接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093。高频块1086包括并联的电感器与电容器，其中共振器阻挡高频率。进行高频块的选择以便与主共振频率重叠。
图1B展示用于1H/2H共振的双调谐电路，其中样本电感器1010、样本电容器1012位于样本共振器区域1018中。将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071的共振器引线#1 1031、共振器引线#2 1032从样本共振器区域1018传到样本共振器区域1018外。位于样本共振器区域1018外的是固定调谐电容器1022、调谐可变电容器1041、匹配可变电容器1040、1H五十(50)欧姆端口1042、电感器#1 1070、电感器#2 1071、匹配可变电容器1083、调谐可变电容器1080、高频块1086、2H五十(50)欧姆端口1082、调谐电容器1024、接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093。
在NMR实验中，B0场需求非常均匀，尤其在NMR样本的区域中。一般来说，对于高分辨率NMR，这需要大致十亿分之一的均质性。最紧密接近样本的所有材料应具有低磁化率。出于此原因，线圈材料和内置电容器由‘零磁化率’材料构成。市售电容器通常不符合‘零磁化率’要求，且结果，保持低于探针的下部绝缘体以便不干扰B0场。因此，在实施NMR实验过程中，减少样本区域中的物件的数目是有益的。在这电路中，因为可变电容器在下部绝缘体下方，所以这些导线创造不穿过样本的磁通量，且因此表示耗尽S/N比的损失机制(或电路填充因数损失)。通常，通过将用以调谐线圈的所有电容最紧密接近样本共振器放置来去除这条件将S/N比改善大致10％，其中大致意味着±百分之二(2)。
应注意，用图1A和图1B中展示的电路系统匹配信号与五十(50)欧姆也是一个问题，因为匹配电容器常常庞大且通常得不到磁化率校正。图1A和图1B中展示的调谐电容器(1022、1041)通常不由零磁化率材料构成。
应注意，用图2A和图2B中展示的电路系统匹配信号与五十(50)欧姆也是一个问题，因为匹配电容器常常庞大且通常得不到磁化率校正。图2A和图2B中展示的调谐电容器1045通常由零磁化率材料构成。这些电容器通常‘内置’，且一般具有有限的调谐范围且因此不具有一般适用性。在本发明的各种实施例中，仅在图3A、图3B、图4A、图4B、图5A、图5B、图7A、图7B、图8A、图8B、图9A和图9B中展示的调谐电容器1045需求从零磁化率材料构成。
图2A展示根据本发明的实施例的定位于下部绝缘体1020上方的磁性耦合匝，其中耦合环2011正撞击探针的样本空间。还应认识到，如果这空间中的线圈的次序使得期望在存在外线圈的情况下耦合到内线圈，那么按使干扰最小化的方式布置三个线圈可能极其困难。在NMR探针中具有两个耦合匝(一个耦合匝对应一个线圈)甚至更有问题。
图2A展示用于具有到样本电感器1010的感性耦合1087的1H/2H的具有下部绝缘体1020的双共振电路的示意图。样本电感器1010、耦合环2011和调谐可变电容器1045定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071。左耦合环引线1033和右耦合环引线1034也穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到耦合电容器1025和五十(50)欧姆同轴电缆2046与1H五十(50)欧姆端口2044。在本发明的各种实施例中，左耦合环引线1033与右耦合环引线1034的长度未必相同。位于下部绝缘体1020下方的是电感器#1 1070、电感器#2 1071、匹配可变电容器1083、调谐可变电容器1080、高频块1086、2H五十(50)欧姆端口1082、调谐电容器1024、接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093。
图2B展示用于1H/2H共振的具有感性耦合1087的双调谐电路的示意图，其中样本共振器包含样本电感器1010和调谐可变电容器1045，和也位于样本共振器区域1018中的耦合环2011。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032从样本共振器区域1018中的样本电感器1010和调谐可变电容器1045传出，且连接到定位于样本共振器区域1018外的电感器#11070、电感器#2 1071。左耦合环引线1033和右耦合环引线1034也传出样本共振器区域1018外，且将样本电感器1010连接到耦合电容器1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046和1H五十(50)欧姆端口2044。还位于样本共振器区域1018外的是匹配可变电容器1083、调谐可变电容器1080、高频块1086、2H五十(50)欧姆端口1082。
在本发明的实施例中，对于多个调谐电路，模式存在于电路的所有电感器中，因此有可能耦合到这些电感器，而非样本电感器。在本发明的实施例中，对于多个调谐电路，使电路匹配所述模式中的任一个可通过电路中的电感器中的任一个实现。结果，对于具有不在样本空间中的耦合环的NMR电路，其为有益的，因为这些线圈不必(i)由零磁化率材料制成，或(ii)为空间集中性。
图2A和图2B中的电路的感性耦合将干扰样本电感器1010的RF均质性。在本发明的实施例中，在由图3A和图3B中展示的示意图举例说明的电路中，这不是问题，这是由于耦合是通过根据本发明的各种实施例的次级电感器1070和1071。另一益处是，通过所有磁耦合，两个线圈之间的互电感干扰从线圈发散的磁通量的形状。显然，样本线圈的任何干扰都是不合需要的。因此，在本发明的各种实施例中，到次级线圈的感性耦合是有益的，因为其不(iii)影响样本线圈的磁通量分布图。图3A和图3B展示根据本发明的实施例的通过次级线圈到双调谐电路的所有耦合。使用这电路布置允许低于下限阈值和/或在两线圈探针中的样本共振器区域外的耦合，不具有样本区中的空间问题。
图3A展示根据本发明的实施例的用于具有到样本电感器1010的感性耦合的1H/2H电路的具有下部绝缘体1020的双共振电路的示意图。样本电感器1010和调谐可变电容器1045定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071。在下部绝缘体1020下方，电感器#1 1070经由1087感性耦合到耦合环3087。这里，匹配可变电容器1085用以经由耦合电容器1023、50欧姆同轴电缆2046和50 2H欧姆端口3082使电路与50欧姆匹配。电感器#2 1071经由1087耦合到耦合环3088，其中匹配可变电容器1021用以经由耦合电容器1025、五十(50)欧姆同轴电缆1092到1H(50)欧姆端口3081使电路与50欧姆匹配。电容器1089用以调谐2H共振。接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093位于图3A中。与耦合环3087、3088相关联的接地点1090、1091、1092、1093不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。具有高循环电流的电路自身不具有接地点。
图3B展示根据本发明的实施例的用于具有到样本电感器1010的感性耦合的1H/2H电路的具有样本区域1018的双共振电路的示意图。样本电感器1010和调谐可变电容器1045定位于样本区域1018中。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过样本区域1018，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071。在1018远侧。电感器#1 1070经由1087感性耦合到耦合环3087。这里，匹配可变电容器1085用以经由耦合电容器1023、50欧姆同轴电缆2046和50 2H欧姆端口3082使电路与50欧姆匹配。电感器#2 1071经由1087耦合到耦合环3088，其中匹配可变电容器1021用以经由耦合电容器1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046到1H(50)欧姆端口3081使电路与50欧姆匹配。电容器1089用以调谐2H共振。接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093位于图3A中。与耦合环3087、3088相关联的接地点1090、1091、1092、1093不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。具有高循环电流的电路自身不具有接地点。
图3C展示基于图3A和图3B中展示的双调谐电路进行的线性电路模拟。图3C中的曲线为S(1,1)和S(2,2)曲线的覆盖，其中S(1,1)曲线标注为3094，且S(2,2)曲线为3092。图3C信号强度对频率展示两个明确定义的最小值3092、3094，其分别针对在600MHz且-29.39dB下的1H 3094，和在92.2MHz且-30.03dB下的2H 3092。
图4A和图4B展示根据本发明的实施例的耦合环，其中感性耦合1087可用以针对高频五十(50)欧姆端口使电路与五十(50)欧姆电阻器匹配，包括电感器3089和可变电容器3080的共振器3090可用以使用分流器将这共振分裂成两个模式1H和19F以调整耦合常数k。重要地，这电路布置不需要共振器3090由零磁化率材料构成，不需要等效空间考虑，且不干扰样本线圈磁通量分布图。另外，即使到次级线圈的感性耦合在电路中产生另一模式，仍保持这线圈的RF均质性。
图4A展示用于具有感性耦合的1H/19F的具有下部绝缘体1020的分裂共振感性耦合电路的示意图。样本电感器1010和调谐可变电容器1045定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071。在下部绝缘体1020下方，电感器#1 1070和电感器#2 1071通过1H耦合环3088感性耦合1087，其中1H匹配可变电容器1021、耦合电容器1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046用以通过1H 50欧姆端口3081使高频电路与50欧姆匹配。由电感器3089和电容器3080组成的共振器3090经由从1087到电感器1070的耦合将主共振分裂成两个模式——1H和19F。可变电容器1045和1089用以调谐1H共振。图4C是根据本发明的实施例的展示基于图4A中展示的同时双调谐电路进行的线性电路模拟的S(1,1)曲线。信号强度对频率的曲线展示两个峰4093、4095，具有针对在600MHz且-28.55dB下的1H的最小值4095和针对在564.5MHz和-27.36dB下的19F的最小值4093。在图4A中，与耦合环3088相关联的接地点1091、1092不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。
图4B展示用于具有感性耦合的1H/19F的无下部绝缘体的分裂共振电路的示意图。样本电感器1010和调谐可变电容器1045定位于样本区域1018中。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032从区域1018传出，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#21071。在区域1018外，电感器#2 1071通过耦合环3088感性耦合1087，其中匹配可变电容器1021、耦合电容器1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046使电路与1H 50欧姆端口3081匹配。包括电感器3089和电容器3080的高频共振器3090用以经由通过1087耦合到电感器#1 1070来将电路主模式分裂成两个模式——1H和19F。可变电容器1045和1089用以调谐电路到1H共振。在图4B中，与耦合环3088相关联的接地点1091、1092不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。
图5A是根据本发明的实施例的展示位于下部绝缘体1020上方的样本线圈1010和耦合环2011的分裂共振电路的示意图。样本电感器1010、耦合环2011和调谐可变电容器1045定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071。左耦合环引线1033和右耦合环引线1034也穿过下部绝缘体1020，且连接2011到耦合电容器1025、匹配可变1041、五十(50)欧姆同轴电缆2046和1H五十(50)欧姆端口3081。使1H电路与可变电容器1041匹配。在本发明的各种实施例中，左耦合环引线1033与右耦合环引线1034的长度未必相同。位于下部绝缘体1020下方的是电感器#1 1070、电感器#2 1071、匹配可变电容器1021、高频块1086、50欧姆同轴电缆2046、2H五十(50)欧姆端口3082、耦合电容器1023。接地(#1)1091、接地(#2)1092、接地(#3)1093和接地(#4)1094。耦合环2011经由1087感性耦合到样本线圈1010，以形成1H 50欧姆端口。在本发明的实施例中，由电容器3080和电感器3089组成的共振器3090经由1087耦合到电感器#1 1070，以使用分流器将高频共振模式分裂成两个截然不同的共振(即，1H和19F)，以调整耦合常数k。分裂将取决于共振器3090与电感器的接近性，且可通过经由分流器更靠近或更远离地移动共振器3090来修改，以达成所要的分裂和耦合常数k。可变电容器1089用以调谐2H共振。在图5A中，1025和1023是分别用于耦合环2011和3088的耦合电容器。在图5A中，与耦合环3088和2011相关联的接地点1091、1092、1093、1094不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。
图5B是根据本发明的实施例的展示位于样本区域1019中的样本线圈1010和耦合环2011的分裂共振电路的示意图。样本电感器1010、耦合环2011和调谐可变电容器1045定位于样本区域1019中。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过区域1019，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071。左耦合环引线1033和右耦合环引线1034也穿过所述区域1019，且连接2011到耦合电容器1025、匹配可变1041、五十(50)欧姆同轴电缆2046和1H五十(50)欧姆端口2044。使1H电路与可变电容器1041匹配。在本发明的各种实施例中，左耦合环引线1033与右耦合环引线1034的长度未必相同。位于下部绝缘体1020下方的是电感器#1 1070、电感器#2 1071、匹配可变电容器1021、高频块1086、50欧姆同轴电缆2046、2H五十(50)欧姆端口3082、耦合电容器1023。接地(#1)1090、接地(#2)1092、接地(#3)1093和接地(#4)1094。耦合环2011经由1087感性耦合到样本线圈1010，以形成1H 50欧姆端口。在本发明的实施例中，由电容器3080和电感器3089组成的共振器3090经由1087耦合到电感器#1 1070，以使用分流器将高频共振模式分裂成两个截然不同的共振(即，1H和19F)，以调整耦合常数k。分裂将取决于共振器3090与电感器的接近性，且可通过经由分流器更靠近或更远离地移动共振器3090来修改，以达成所要的分裂和耦合常数k。可变电容器1089用以调谐2H共振。在图5A中，1025和1023是分别用于耦合环2011和3088的耦合电容器。在图5B中，与耦合环3088和2011相关联的接地点1090、1092、1093、1094不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。
图6A是类似于图1A的示意图。样本电感器1010和样本电容器1012定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071。在本发明的各种实施例中，共振器引线#1 1031与共振器引线#2 1032的长度未必相同。位于下部绝缘体1020下方的是固定调谐电容器1022、调谐可变电容器1041、匹配可变电容器1040、1H五十(50)欧姆端口1042、电感器#1 1070、电感器#2 1071、匹配可变电容器1083、调谐可变电容器1080、高频块1086、2H五十(50)欧姆端口1082、调谐电容器1024、接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093。这里，除了图1A中的组件之外，由电感器3089和电容器3080组成的共振器3090，共振器3090也用以感性耦合1087到电感器#2 1071。根据本发明的实施例，此感性耦合1087可使用分流器将高频模式分裂成两个共振(例如，19F和1H)以调整耦合常数k。可通过将感性耦合环3089移动得更靠近或更远离电感器#2 1071来修改这耦合1087，以达成所要的分裂和耦合常数k。在图6A中，接地点1090、1091、1092、1093与电路相关联。
图6B是类似于图1A的示意图，其中样本共振器区域1018由样本电感器1010和样本电容器1012组成。将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071的共振器引线#1 1031、共振器引线#2 1032从样本共振器区域1018传出。在本发明的各种实施例中，共振器引线#1 1031与共振器引线#2 1032的长度未必相同。在图6B中，在样本共振器区域1018外，调谐可变电容器1041、匹配可变电容器1040、1H五十(50)欧姆端口1042、电感器#11070、电感器#2 1071、匹配可变电容器1083、调谐可变电容器1080、高频块1086、2H五十(50)欧姆端口1082、调谐电容器1024、接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093。在图6B中，接地点1090、1091、1092、1093与电路相关联。这里，除了这些元件之外，在1018远侧的共振器3090也用以将1H共振分裂成两个模式——1H和19F，经由1087耦合到电感器#2 1071。
图7A是展示位于下部绝缘体1020上方的样本线圈1010和样本电容器1045的示意图。样本电感器1010和调谐可变电容器1045定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#11031和共振器引线#2 1032穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到电感器#11070和电感器#2 1071。在下部绝缘体1020下方，电感器#2 1071通过耦合环3088感性耦合1087到调谐电路，其中匹配可变电容器1021、耦合电容器1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046用以使50欧姆1H端口3081完整。位于下部绝缘体1020下方的还有匹配可变电容器1083、调谐电容器1023、高频块1086、2H五十(50)欧姆端口1082、接地(#1)1091、接地(#2)1092、接地(#3)1093和接地(#4)1094。在这电路中，耦合环3088感性耦合到电感器#2 1071。在图7A中，与耦合环3088相关联的接地点1091和1092不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。接地点1093和1094被考虑为共振电路的部分。
图7B展示类似于图7A的示意图，其中样本共振器区域1018由样本电感器1010和样本电容器1045组成。将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071的共振器引线#1 1031、共振器引线#2 1032从样本共振器区域1018传到样本共振器区域1018外。在本发明的各种实施例中，共振器引线#1 1031与共振器引线#2 1032的长度未必相同。在图7B中，位于样本共振器区域1018外的是电感器#2 1071，其通过耦合环3088感性耦合1087到调谐电路，其中匹配可变电容器1021、耦合电容器1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046用以调谐电路。位于样本共振器区域1018外的还有匹配可变电容器1083、高频块1086、调谐电容器1023、2H五十(50)欧姆端口1082、接地(#1)1091、接地(#2)1092、接地(#3)1093和接地(#4)1094。在图7B中，与耦合环3088相关联的接地点1091、1092不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。接地点1093和1094被考虑为共振电路的部分。
图8A是类似于图3A的示意图，但添加了将主共振分裂成两个模式1H和19F的共振器3090。这里，共振器3090经由1087耦合到样本电感器。在图8A中，根据本发明的实施例，由电感器3089和电容器3080组成的共振器3090、样本电感器1010、样本可变电容器1045位于下部绝缘体1020上方，其中检测电路位于下部绝缘体下方。图8A展示根据本发明的实施例的用于具有到样本电感器1010的感性耦合的分裂共振电路的具有下部绝缘体1020的三重共振电路的示意图。样本电感器1010和调谐可变电容器1045定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071。在下部绝缘体1020下方，电感器#1 1070经由1087感性耦合到耦合环3087。这里，匹配可变电容器1085用以经由耦合电容器1023、高频块1086、50欧姆同轴电缆2046和2H 50欧姆端口3082使电路与50欧姆匹配。电感器#2 1071经由1087耦合到耦合环3088，其中匹配可变电容器1021用以经由耦合电容1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046到1H(50)欧姆端口3081使电路与50欧姆匹配。可变电容器1089用以调谐2H共振。接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093位于图8A中。与耦合环3087、3088相关联的接地点1090、1091、1092、1093不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。具有高循环电流的电路自身不具有接地点。
图8B是类似于图3A的示意图，但添加了将主共振分裂成两个模式1H和19F的共振器3090。这里，共振器3090经由1087耦合到样本电感器1010。在图8B中，根据本发明的实施例，由电感器3089和电容器3080组成的共振器3090、样本电感器1010、样本可变电容器1045位于样本区域1018中，其中检测电路位于这区域远侧。图8B展示根据本发明的实施例的具有到样本电感器1010的感性耦合的多共振电路的示意图。样本区域1018中的样本电感器1010和调谐可变电容器1045连接到共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032，穿过1018，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070和电感器#2 1071。在所述区域1018外，电感器#1 1070经由1087感性耦合到耦合环3087。这里，匹配可变电容器1085用以经由耦合电容器1023、50欧姆同轴电缆2046和2H 50欧姆端口3082使电路与50欧姆匹配。电感器#2 1071经由1087耦合到耦合环3088，其中匹配可变电容器1021用以经由耦合电容器1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046到1H(50)欧姆端口3081使电路与50欧姆匹配。电容器1089用以调谐2H共振。接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093位于图8B中。与耦合环3087、3088相关联的接地点1090、1091、1092、1093不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。具有高循环电流的电路自身不具有接地点。
图9A为根据本发明的实施例的两个线圈1008和1010(相互同轴，具有正交磁场)的示意图，每一个具有位于下部绝缘体1020上方的相关联的电感器1008和1010。图9A由具有下部绝缘体1020的两个双共振电路组成。左边的电路类似于图3A。右边的电路类似于图1A。在下部绝缘体上方存在两个样本线圈1010和1008，其中1010是第三级线圈。左边的电路展示根据本发明的实施例的用于具有到样本电感器1010的感性耦合的13C/15N双调谐电路的具有下部绝缘体1020的双共振电路的示意图。样本电感器1010和调谐可变电容器1045定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到耦合电感器#1 1070和耦合电感器#2 1071。在下部绝缘体1020下方，耦合电感器#1 1070经由1087感性耦合到耦合环3087。这里，匹配可变电容器1085用以经由耦合电容器1023、50欧姆同轴电缆2046、高频块1088和15N 50欧姆端口3082使电路与50欧姆匹配。耦合电感器#21071经由1087耦合到耦合环3088，其中匹配可变电容器1021用以经由耦合电容1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046到13C(50)欧姆端口3081使电路与50欧姆匹配。电容器1045用以调谐13C共振。电容器1089用以调谐15N共振。接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093位于图9A中。与耦合环3087、3088相关联的接地点1090、1091、1092、1093不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。具有高循环电流的电路自身不具有接地点。根据本发明的实施例的右边的电路展示用于1H/2H共振的双调谐电路，其中样本电感器1008、样本电容器1013定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#1 1034和共振器引线#2 1033穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1072和电感器#2 1073。在本发明的各种实施例中，共振器引线#1 1034与共振器引线#2 1073的长度未必相同。位于下部绝缘体1020下方的是固定调谐电容器1022、调谐可变电容器1041、匹配可变电容器1040、1H五十(50)欧姆端口1042、电感器#1 1072、电感器#2 1073、匹配可变电容器1083、调谐可变电容器1080、高频块1086、2H五十(50)欧姆端口1082、调谐可变电容器1080、接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092和接地(#4)1093。高频块1086包括并联的电感器与电容器，其中共振器阻挡高频率。进行高频块的选择以便与主共振频率重叠。
图9B展示从样本区域1018发散的两个双共振电路的示意图。左边的电路类似于图3A。右边的电路类似于图1A。在样本区域中，存在两个样本线圈1010和1008。这两个样本线圈同轴地布置，其中1010为第三级线圈。左边的电路展示根据本发明的实施例的用于具有到样本电感器1010的感性耦合的13C/15N双调谐电路的在样本区域1018远侧的双共振电路的示意图。样本电感器1010和调谐可变电容器1045定位于样本区域1018中。共振器引线#11031和共振器引线#2 1032穿过样本区域1018，且将样本电感器1010连接到耦合电感器#11070和耦合电感器#2 1071。在样本区域1018远侧，耦合电感器#1 1070经由1087感性耦合到耦合环3087。这里，可变电容器1085用以经由耦合电容器1023、50欧姆同轴电缆2046、高频块1088和15N 50欧姆端口3082使电路与50欧姆匹配。耦合电感器#2 1071经由1087耦合到耦合环3088，其中匹配可变电容器1021用以经由耦合电容1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046到13C(50)欧姆端口3081使电路与50欧姆匹配。可变电容器1089用以调谐15N共振。可变电容器1045用以调谐13C共振。接地点(#1)1090、接地点(#2)1091、接地点(#3)1092和接地点(#4)1093位于图9B中。与耦合环3087、3088相关联的接地点#1 1090、#2 1091、#3 1092、#41093不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。具有高循环电流的电路自身不具有接地点。根据本发明的实施例的右边的电路展示用于1H/2H共振的双调谐电路，其中样本电感器1008、样本电容器1013定位于样本区域1018中。共振器引线#1 1034和共振器引线#2 1073穿过所述区域1018，且将样本电感器1008连接到耦合电感器#1 1072和耦合电感器#2 1073。在本发明的各种实施例中，共振器引线#1 1034与共振器引线#2 1073的长度未必相同。位于区域1018远侧的是1H固定调谐电容器1022、调谐可变电容器1041、匹配可变电容器1040、1H五十(50)欧姆端口1042、电感器#1 1072、电感器#2 1073、匹配可变电容器1083、调谐可变电容器1080、高频块1086、2H五十(50)欧姆端口1082、调谐电容器1080、接地(#5)1094、接地(#6)1095、接地(#7)1096和接地(#8)1097。高频块1086包括并联的电感器与电容器，其中共振器阻挡高频率。进行高频块的选择以便与主共振频率重叠。
图10A展示根据本发明的实施例的用于具有到样本电感器1010的感性耦合的1H/13C/15N电路的具有下部绝缘体1020的三重共振电路的示意图。样本电感器1010和调谐可变电容器1045定位于下部绝缘体1020上方。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过下部绝缘体1020，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070、电感器#21071和电感器#31072。在下部绝缘体1020下方，电感器#1 1070经由1087感性耦合到耦合环3087。这里，匹配可变电容器1085用以经由耦合电容器1023、高频块1086、50欧姆同轴电缆2046和50欧姆1H端口3081使电路匹配50欧姆。对于高频(13C)共振，电感器#2 1071经由1087耦合到耦合环3088，其中匹配可变电容器1021用以经由耦合电容器1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046到13C(50)欧姆端口3082使电路与50欧姆匹配。电感器#3 1072经由1087耦合到耦合环3089，其中匹配可变电容器1083用以经由耦合电容器1024、高频块1038、五十(50)欧姆同轴电缆2046到15N五十(50)欧姆端口3083使电路与50欧姆匹配。电容器1089用以调谐1H共振。电容器1026和1029用以调谐15N共振。接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092、接地(#4)1093、接地(#5)1094和接地(#6)1095位于图10A中。与耦合环3087、3088和3089相关联的接地点1090、1091、1092、1093、1094、1095不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。具有高循环电流的电路自身不具有接地点。
图10B展示根据本发明的实施例的用于具有到样本电感器1010的感性耦合的1H/13C/15N电路的具有样本区域1018的三重共振电路的示意图。样本电感器1010和调谐可变电容器1045定位于样本区域1018中。共振器引线#1 1031和共振器引线#2 1032穿过样本区域1018，且将样本电感器1010连接到电感器#1 1070、电感器#2 1071和电感器#3 1072。在1018远侧，电感器#1 1070经由1087感性耦合到耦合环3087。这里，匹配可变电容器1085用以经由耦合电容器1023、高频块1086、50欧姆同轴电缆2046和50欧姆1H端口3081使电路匹配50欧姆。对于高频(13C)共振，电感器#2 1071经由1087耦合到耦合环3088，其中匹配可变电容器1021用以经由耦合电容器1025、五十(50)欧姆同轴电缆2046到13C(50)欧姆端口3082使电路与50欧姆匹配。电感器#3 1072经由1087耦合到耦合环3089，其中匹配可变电容器1083用以经由耦合电容器1024、高频块1038、五十(50)欧姆同轴电缆2046到15N(50)欧姆端口3083使电路与50欧姆匹配。电容器1089用以调谐1H共振。电容器1026和1029用以调谐15N共振。接地(#1)1090、接地(#2)1091、接地(#3)1092、接地(#4)1093、接地(#5)1094和接地(#6)1095位于图10A中。与耦合环3087、3088和3089相关联的接地点1090、1091、1092、1093、1094、1095不被考虑为共振电路的部分，这是由于它们不含有与共振电路相关联的高循环电流。具有高循环电流的电路自身不具有接地点。根据本发明的替代性实施例，类似于图10A中展示的具有下部绝缘体1020或图10B中展示的无下部绝缘体的共振电路的三重共振电路可用于具有到样本电感器1010的感性耦合的13C/2H/15N电路。
图10C是根据本发明的实施例的展示基于图10A中展示的同时三重调谐电路进行的线性电路模拟的S(1,1)、S(2,2)、S(3,3)曲线。信号强度对频率的曲线展示三个峰10097、10098和10099，其中对于15N，最小值在50.48MHz且-35.0dB处，10097；对于13C，最小值在125.7MHz且-37.87dB处，10098；且对于1H，最小值在500.1MHz且-37.97dB处，10099。在图10C中，还分别从15N信号和13C信号观测到小‘陷阱’共振10091、10092。
因为螺线管样本线圈的RF均质性易于受到干扰，所以使用次级线圈的感性耦合的提议电路布置具有用于固态NMR探针的设计的重要暗示。最后，提议的电路布置允许一般帮助维持CFF的‘无接地点’探针构造。
核磁共振(NMR)信号通常用电感性射频(RF)拾波线圈检测。所有这些共振器可受益于由在这里关于到这些共振器的感性耦合展示的理念提出的理念。
在以下描述中，描述本发明的各种方面。然而，所属领域的技术人员将显而易见，本发明可用本发明的仅一些或全部方面来实践。出于解释的目的，阐述具体数目、材料和配置以提供对本发明的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将显而易见，可在没有所述具体细节的情况下实践本发明。在其它情况下，省略或简化熟知特征以便不会使本发明晦涩难懂。
用与通常由所属领域的技术人员用来对所属领域的其他技术人员传达其工作主旨的方式一致的数据处理术语(例如，数据、选择、检索、产生等等)来提出描述的部分。如所属领域的技术人员良好地理解，这些量(数据、选择、检索、产生)可采取能够通过处理器和其子系统的电、光和/或生物组件存储、转移、组合和另外操纵的电、磁性或光信号的形式。
又按有助于理解本发明的方式将各种操作描述为多个离散步骤；然而，描述的次序不应理解为暗示这些操作有必要是次序相关的。
就面向对象的编程范例中的示范性类别和/或对象来说明各种实施例。所属领域的技术人员将显而易见，出于说明性目的，可使用任何数目个不同类别/对象而不是仅仅在这里包含的类别/对象来实践本发明。
本发明的方面是借助于实例而非限制在附图的图中来说明的，在附图中相似参考指示类似元件。应注意，对本发明中的“一”或“一个”实施例的参考未必是参考同一实施例，且此类参考意味着至少一个。
针对多种样本和各种实验条件，此处保持将感性耦合的探针用于NMR技术。一般来说，双探针电路不利用感性耦合来达成双调谐电路，而是使用电容耦合来达成所要的调谐性质。这里我们展示使用感性耦合来达成所要的调谐性质。
可通过匹配主级或次级(或任一其它)电感器中的电阻来检测电路中的各种模式。在本发明的实施例中，与另一电感器相比，优先检测一个电感器中的模式是有利的。存在有利地通过匹配次级线圈而非初级线圈来检测电路中的模式的许多原因。
首先，母线圈可对检测线圈的存在敏感。
其次，空间考虑可确定，最好检测一个空间位置对另一空间位置中的信号。
第三，RF均质性可受到在母线圈附近放置检测线圈影响，然而，在次级线圈附近放置检测线圈可能不更改母线圈的RF图案。
第四，通过感性耦合到次级线圈来将母共振模式分裂成子模式是有可能的。可使用较闲置的线圈将母线圈共振分裂成两个模式。然而，也已通过将较闲置的线圈最紧密接近次级线圈放置(2H)来分裂双调谐1H/2H电路(1H/19F)。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述一个或多个共振器包括并联的电感器和电容器。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括包括并联地位于所述第二区域中的电感器和电容器的共振器，其中所述共振器充当高频块，其中所述高频块不与所述主共振模式重叠。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括一个或多个支撑件，所述一个或多个支撑件位于所述第一区域中用于支撑下列项中的一个或多个：所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一个或多个与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一个或多个与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘，进一步包括下部绝缘体，其中所述下部绝缘体将所述初级电路和所述一个或多个组件与所述第二区域中的所述一个或多个次级电路分开。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述距离在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间。
在本发明的替代性实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述距离在大致10-3m的下限与大致10-1m的上限之间。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括位于NMR探针的第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，和位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环和一个或多个共振器的一者或两者，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积，其中所述第二区域具有第二体积，其中所述第二体积与所述第一体积的比率在大致101的下限与大致102的上限之间。
在本发明的替代性实施例中，一种核磁共振探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-2m的上限之间的一段距离，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-2m的上限之间的一段距离，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，和位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的体积；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间的距离，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，和位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积，其中所述第二区域具有第二体积，其中所述第二体积与所述第一体积的比率在大致101的下限与大致102的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，和位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电路距所述第一区域的距离在大致10-3m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，和位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述一个或多个共振器包括并联的电感器和电容器。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述下部绝缘体下方的包含并联的电感器和电容器的共振器，其中所述共振器充当高频块，其中所述高频块不与所述主共振模式重叠。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一者或两者一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述下部绝缘体上方的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一者或两者一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述下部绝缘体上方的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路,进一步包括一个或多个支撑件，所述一个或多个支撑件位于所述下部绝缘体上方用于支撑下列项中的一个或多个：所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一者或两者一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述下部绝缘体上方的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路,进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一个或多个与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一者或两者一个或多个感性耦合环，其中所述主共振模式在大致3×106Hz的下限与大致3×109Hz的上限之间。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一者或两者一个或多个感性耦合环，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一者或两者一个或多个感性耦合环，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积，其中所述第二区域具有第二体积，其中所述第二体积与所述第一体积的比率在大致101的下限与大致102的上限之间。
在本发明的替代性实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；在所述第一体积外定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及定位位于所述第一体积外的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种用于核磁共振(NMR)测量的套组包括NMR探针，所述NMR探针包含：位于第一区域中的包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，所述第二区域距所述第一区域在大致10-3m的下限与大致10-1m的上限之间的第一距离，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及用于调整所述一个或多个共振器的耦合常数以检测所述至少两个模式中的一个或多个的指令。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10- 2m的上限之间的一段距离，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述下部绝缘体下方的包含并联的电感器和电容器的共振器，其中所述共振器充当高频块，其中所述高频块不与所述主共振模式重叠。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述下部绝缘体上方的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述下部绝缘体上方的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括一个或多个支撑件，所述一个或多个支撑件位于所述下部绝缘体上方用于支撑下列项中的一个或多个：所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述下部绝缘体上方的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一个或多个与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积，其中所述第二区域具有第二体积，其中所述第二体积与所述第一体积的比率在大致101的下限与大致102的上限之间。
在本发明的替代性实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；在所述第一体积外定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及定位感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第一体积外的一个或多个感性耦合环，借此在所述第一体积外定位所述一个或多个次级电路和所述一个或多个感性耦合环中的一者或两者减小所述电路的耦合常数。
在本发明的实施例中，一种用于核磁共振(NMR)测量的套组包括NMR探针，所述NMR探针包含：位于第一区域中的包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，所述第二区域距所述第一区域在大致10-3m的下限与大致10-1m的上限之间的第一距离，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环；以及用于调整所述一个或多个感性耦合环的耦合常数(k)以检测所述主共振模式的指令。
在本发明的实施例中，一种用于核磁共振(NMR)测量的套组包括NMR探针，所述NMR探针包含：位于下部绝缘体上方的包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；位于所述下部绝缘体下方的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈和位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及用于调整所述一个或多个共振器的耦合常数以检测所述至少两个模式中的一个或多个的指令。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述下部绝缘体下方的包含并联的电感器和电容器的共振器，其中所述共振器充当高频块，其中所述高频块不与所述主共振模式重叠。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述下部绝缘体上方的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环，进一步包括一个或多个支撑件，所述一个或多个支撑件位于所述下部绝缘体上方用于支撑下列项中的一个或多个：所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环，进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一个或多个与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环，进一步包括下部绝缘体，其中所述下部绝缘体将所述初级电路和所述一个或多个组件与所述一个或多个次级电路分开。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积，其中所述第二区域具有第二体积，其中所述第二体积与所述第一体积的比率在大致101的下限与大致102的上限之间。
在本发明的替代性实施例中，一种检测核磁共振信号即NMR信号的耦合模式的方法包括以下步骤：感性耦合NMR探针，所述NMR探针包括：包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的初级电感器线圈的初级电路；包含位于所述下部绝缘体下方的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环，和位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及调整所述一个或多个感性耦合环的耦合常数(k)以检测所述至少两个模式中的一个或多个。
在本发明的实施例中，一种用于核磁共振(NMR)测量的套组包括NMR探针，所述NMR探针包含：位于下部绝缘体上方的包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；位于所述下部绝缘体下方的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环；以及用于调整所述一个或多个感性耦合环的耦合常数(k)以检测所述主共振模式的指令。
在本发明的实施例中，一种用于核磁共振(NMR)测量的套组包括NMR探针，所述NMR探针包含：位于下部绝缘体上方的包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；位于所述下部绝缘体下方的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环；以及用于调整所述一个或多个感性耦合环的耦合常数(k)以检测所述主共振模式的指令，进一步包括一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述一个或多个共振器包括并联的电感器和电容器。
本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述第二区域中的包含并联的电感器和电容器的共振器，其中所述共振器充当高频块，其中所述高频块不与所述主共振模式重叠。
本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路。
本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括一个或多个支撑件，所述一个或多个支撑件位于所述第一区域中用于支撑下列项中的一个或多个：所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件。
本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一个或多个与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘。
本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一个或多个与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘，进一步包括下部绝缘体，其中所述下部绝缘体将所述初级电路和所述一个或多个组件与所述第二区域中的所述一个或多个次级电路分开。
本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积，其中所述第二区域具有第二体积，其中所述第二体积与所述第一体积的比率在大致101的下限与大致102的上限之间。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，其中所述主共振模式在大致3×106Hz的下限与大致3×109Hz的上限之间。
在本发明的替代性实施例中，一种最小化核磁共振信号即NMR信号的RF非均质性的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位在下部绝缘体上方的包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及定位包含感性耦合到在下部绝缘体下方的一个或多个感性耦合环的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，借此定位所述一个或多个感性耦合环使所述主共振模式的RF非均质性最小化。
在本发明的替代性实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；在所述第一体积外定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及定位位于所述第一体积外的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器减小所述初级电路的耦合常数。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；以及位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；以及位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述第二区域中的包含并联的电感器和电容器的共振器，其中所述共振器充当高频块，其中所述高频块不与所述主共振模式重叠。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括一个或多个支撑件，所述一个或多个支撑件位于所述第一区域中用于支撑下列项中的一个或多个：所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一个或多个与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路，进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一个或多个与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘，进一步包括下部绝缘体，其中所述下部绝缘体将所述初级电路和所述一个或多个组件与所述第二区域中的所述一个或多个次级电路分开。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；以及位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；以及位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述第一区域具有在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间的第一体积，其中所述第二区域具有第二体积，其中所述第二体积与所述第一体积的比率在大致101的下限与大致102的上限之间。
在本发明的实施例中，一种检测核磁共振信号即NMR信号的耦合模式的方法包括以下步骤：感性耦合NMR探针，所述NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；以及位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及调整所述一个或多个感性耦合环的耦合常数(k)以检测所述至少两个模式中的一个或多个。
在本发明的实施例中，一种检测核磁共振信号即NMR信号的耦合模式的方法包括以下步骤：感性耦合NMR探针，所述NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；以及位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及调整所述一个或多个感性耦合环的耦合常数(k)以检测所述至少两个模式中的一个或多个，进一步包括用一个或多个分流器调整所述耦合常数。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述第一区域的体积在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间；其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针即NMR探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-1m的上限之间，其中所述第一区域的体积在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间；其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环，其中所述第二区域的体积在大致101倍所述第一区域的所述体积的下限与大致102倍所述第一区域的所述体积的上限之间。
在本发明的实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；在所述第一体积外定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及定位感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第一体积外的一个或多个感性耦合环，借此在所述第一体积外定位所述一个或多个次级电路和所述一个或多个感性耦合环中的一者或两者会减小所述第一体积。
在本发明的实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；在所述第一体积外定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及定位感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第一体积外的一个或多个感性耦合环，借此在所述第一体积外定位所述一个或多个次级电路和所述一个或多个感性耦合环中的一者或两者会减小所述第一体积，进一步包括一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；在所述第一体积外定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及定位感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第一体积外的一个或多个感性耦合环，借此在所述第一体积外定位所述一个或多个次级电路和所述一个或多个感性耦合环中的一者或两者会减小所述第一体积，进一步包括将所述一个或模式感性耦合环的电阻调整到五十(50)欧姆同轴电缆。
在本发明的实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；在所述第一体积外定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及定位感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的位于所述第一体积外的一个或多个感性耦合环，借此在所述第一体积外定位所述一个或多个次级电路和所述一个或多个感性耦合环中的一者或两者会减小所述第一体积，进一步包括在所述第一区域中定位包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路。
在本发明的实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针样本线圈体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包括初级电感器线圈和电容器的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及在距所述第一体积第一距离处定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，借此在所述第一体积外定位所述一个或多个次级电路和所述一个或多个次级电感器线圈中的一者或两者会减小所述第一体积。
在本发明的实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针样本线圈体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包括初级电感器线圈和电容器的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及在距所述第一体积第一距离处定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，借此在所述第一体积外定位所述一个或多个次级电路和所述一个或多个次级电感器线圈中的一者或两者会减小所述第一体积，进一步包括在所述第一体积外定位感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环。
在本发明的实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针样本线圈体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包括初级电感器线圈和电容器的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及在距所述第一体积第一距离处定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，借此在所述第一体积外定位所述一个或多个次级电路和所述一个或多个次级电感器线圈中的一者或两者会减小所述第一体积，进一步包括在所述第一体积外定位感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，其中将所述一个或多个感性耦合环的电阻调整到五十(50)欧姆同轴电缆。
在本发明的实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针样本线圈体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包括初级电感器线圈和电容器的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及在距所述第一体积第一距离处定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，借此在所述第一体积外定位所述一个或多个次级电路和所述一个或多个次级电感器线圈中的一者或两者会减小所述第一体积，其中所述第一距离在大致10-4m的下限与大致102m的上限之间。
在本发明的实施例中，一种减小核磁共振探针即NMR探针样本线圈体积的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包括初级电感器线圈和电容器的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及在距所述第一体积第一距离处定位包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，借此在所述第一体积外定位所述一个或多个次级电路和所述一个或多个次级电感器线圈中的一者或两者会减小所述第一体积，其中所述第一体积在大致10-9m3的下限与大致10-1m3的上限之间。
在本发明的替代性实施例中，一种最小化核磁共振信号即NMR信号的RF非均质性的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及在距所述第一体积第一距离处定位包含感性耦合到一个或多个感性耦合环的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，借此定位所述一个或多个感性耦合环使所述主共振模式的RF非均质性最小化。
在本发明的实施例中，一种最小化核磁共振信号即NMR信号的RF非均质性的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及在距所述第一体积第一距离处定位包含感性耦合到一个或多个感性耦合环的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，借此定位所述一个或多个感性耦合环使所述主共振模式的RF非均质性最小化，进一步包括其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
在本发明的实施例中，一种最小化核磁共振信号即NMR信号的RF非均质性的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及在距所述第一体积第一距离处定位包含感性耦合到一个或多个感性耦合环的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，借此定位所述一个或多个感性耦合环使所述主共振模式的RF非均质性最小化，进一步包括调整包含并联的电感器和电容器的共振器，其中所述共振器充当高频块，其中所述高频块不与所述初级电感器线圈的共振频率重叠。
在本发明的实施例中，一种最小化核磁共振信号即NMR信号的RF非均质性的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及在距所述第一体积第一距离处定位包含感性耦合到一个或多个感性耦合环的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，借此定位所述一个或多个感性耦合环使所述主共振模式的RF非均质性最小化，其中所述第一距离在大致10-4m的下限与大致10-2m的上限之间。
在本发明的实施例中，一种最小化核磁共振信号即NMR信号的RF非均质性的方法包括以下步骤：在NMR探针的第一体积中定位包含初级电感器线圈的初级电路，其中所述初级电感器线圈在主共振模式下共振；以及在距所述第一体积第一距离处定位包含感性耦合到一个或多个感性耦合环的一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，借此定位所述一个或多个感性耦合环使所述主共振模式的RF非均质性最小化，进一步包括将所述第一体积调整到在大致10-9m3的下限与大致10-3m3的上限之间。
在本发明的实施例中，一种核磁共振探针包括：位于第一区域中的包含具有主共振模式的初级电感器线圈的初级电路；位于第二区域中的包含一个或多个次级电感器线圈的一个或多个次级电路，所述第二区域距所述第一区域在大致10-4m的下限与大致10-2m的上限之间的一段距离，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式的位于所述第二区域中的一个或多个感性耦合环。
以上概念在液体和固体两种样本NMR探针的构造中具有用途。它也可具有对电子自旋共振、磁共振成像、地质学研究(包含测油井)和磁共振成像医疗装置中的如所使用的磁共振电路系统的应用。所属领域的技术人员将理解如何用本发明的教示来修改磁共振的这些用途。
虽然已由描述的实例来说明系统、方法和装置，且虽然已相当详细的描述所述实例，但申请人并不打算将所附权利要求书的范围限制或以任何方式限制于此细节。当然，出于描述本文中提供的系统、方法和装置的目的，不可能描述组件或方法的每一可设想的组合。额外优势和修改将容易对本领域的技术人员显而易见。因此，本发明在其更广泛方面并不限于具体细节、代表性系统、方法或装置，和所展示和描述的说明性实例。因此，可以在不脱离申请人的大体发明概念的精神或范围的情况下对此类细节进行变更。因此，希望本申请涵盖属于所附权利要求书的范围的更改、修改和变化。此外，先前描述并不意在限制本发明的范围。相反地，本发明的范围将由所附的权利要求书和其等效内容确定。在任一多倍调谐的电路中，您至少具有与您具有的电感器一样多的模式。

Claims (25)

1.一种核磁共振探针即NMR探针，包括：
初级电路，所述初级电路包含具有主共振模式的位于第一区域中的初级电感器线圈；
一个或多个次级电路，所述一个或多个次级电路包含位于距所述第一区域一段距离的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈，所述距离在以下两个值之间：
10-4m的下限；及
10-1m的上限；
其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及
一个或多个感性耦合环，所述一个或多个感性耦合环位于所述第二区域中，感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈以检测所述至少两个模式中的一个或多个。
2.根据权利要求1所述的NMR探针，其中所述一个或多个共振器包括并联的电感器和电容器。
3.根据权利要求1所述的NMR探针，进一步包括所述一个或多个共振器中的包括并联的电感器和电容器且位于所述第二区域中的一个共振器，其中位于所述第二区域中的所述共振器充当高频块，其中所述高频块不与所述主共振模式重叠。
4.根据权利要求1所述的NMR探针，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路。
5.根据权利要求4所述的NMR探针，进一步包括一个或多个支撑件，所述一个或多个支撑件位于所述第一区域中用于支撑下列项中的一个或多个：所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件。
6.根据权利要求4所述的NMR探针，进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一者或两者与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘。
7.根据权利要求6所述的NMR探针，进一步包括下部绝缘体，其中所述下部绝缘体将所述初级电路和所述一个或多个组件与所述第二区域中的所述一个或多个次级电路分开。
8.根据权利要求1所述的NMR探针，其中所述第一区域与所述第二区域之间的距离在以下两个值之间：
10-4m的下限；及
10-2m的上限。
9.根据权利要求1所述的NMR探针，其中所述第一区域具有在以下两个值之间的第一体积：
10-9m3的下限；及
10-1m3的上限。
10.根据权利要求9所述的NMR探针，其中所述第二区域具有第二体积，其中所述第二体积与所述第一体积的比率在以下两个值之间：
101的下限；及
102的上限。
11.根据权利要求1所述的NMR探针，其中所述主共振模式在以下两个值之间：
3×106Hz的下限；及
3×109Hz的上限。
12.一种核磁共振探针即NMR探针，包括：
初级电路，所述初级电路包含具有主共振模式的位于第一区域中的初级电感器线圈；
一个或多个次级电路，所述一个或多个次级电路包含位于第二区域中的一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电路距所述第一区域的距离在以下两个值之间：
10-3m的下限；及
10-1m的上限；
其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；且
下列项中的一者或两者：位于所述第二区域中的感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和位于所述第二区域中的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式。
13.根据权利要求12所述的NMR探针，其中所述一个或多个共振器包括并联的电感器和电容器。
14.根据权利要求12所述的NMR探针，进一步包括所述一个或多个共振器中的包括并联的电感器和电容器且位于所述第二区域中的一个共振器，其中位于所述第二区域中的所述共振器充当高频块，其中所述高频块不与所述主共振模式重叠。
15.根据权利要求12所述的NMR探针，进一步包括位于所述第一区域中的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路。
16.一种核磁共振探针即NMR探针，包括：
初级电路，所述初级电路包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的第一区域中的初级电感器线圈；
一个或多个次级电路，所述一个或多个次级电路包含位于所述下部绝缘体下方的第二区域中的一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及
一个或多个感性耦合环，所述一个或多个感性耦合环位于所述下部绝缘体下方，感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈。
17.根据权利要求16所述的NMR探针，进一步包括位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式，其中所述一个或多个共振器包括并联的电感器和电容器。
18.根据权利要求16所述的NMR探针，进一步包括位于所述下部绝缘体下方的共振器，所述共振器包含并联的电感器和电容器，其中所述共振器充当高频块，其中所述高频块不与所述主共振模式重叠。
19.根据权利要求16所述的NMR探针，进一步包括位于所述下部绝缘体上方的选自以下组成的组的一个或多个组件：一个或多个耦合环、一个或多个共振器和包含一个或多个第三级电感器线圈的一个或多个第三级电路。
20.根据权利要求19所述的NMR探针，进一步包括一个或多个支撑件，所述一个或多个支撑件位于所述下部绝缘体上方用于支撑下列项中的一个或多个：所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件。
21.根据权利要求19所述的NMR探针，进一步包括上部绝缘体，其中所述上部绝缘体使所述初级电感器线圈和所述一个或多个组件中的一者或两者与外磁场和外电场中的一者或两者绝缘。
22.根据权利要求16所述的NMR探针，其中所述主共振模式在以下两个值之间：
3×106Hz的下限；及
3×109Hz的上限。
23.一种检测核磁共振信号即NMR信号的耦合模式的方法，包含以下步骤：
(A)感性耦合NMR探针，所述NMR探针包括：
初级电路，所述初级电路包含具有主共振模式的位于下部绝缘体上方的初级电感器线圈；
一个或多个次级电路，所述一个或多个次级电路包含位于所述下部绝缘体下方的一个或多个次级电感器线圈，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及
下列项中的一者或两者：位于所述下部绝缘体下方的感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和位于所述下部绝缘体下方的一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及
(B)调整所述一个或多个感性耦合环的耦合常数(k)以检测所述至少两个模式中的一个或多个。
24.一种检测核磁共振信号即NMR信号的耦合模式的方法，包含以下步骤：
(A)感性耦合NMR探针，所述NMR探针包括：
初级电路，所述初级电路位于第一区域中，包含具有主共振模式的初级电感器线圈；以及
位于第二区域中的一个或多个次级电路，其中所述第二区域距所述第一区域一段距离，所述一个或多个次级电路包含：一个或多个次级电感器线圈，其中所述距离在10-4m的下限及10-2m的上限之间，其中所述一个或多个次级电感器线圈电连接到所述初级电感器线圈；以及
下列项中的一者或两者：感性耦合到所述一个或多个次级电感器线圈的一个或多个感性耦合环，和一个或多个共振器，其中所述一个或多个次级电感器线圈中的至少一个耦合到所述一个或多个共振器，其中所述一个或多个共振器将所述主共振模式分裂成至少两个模式；以及
(B)调整所述一个或多个感性耦合环的耦合常数(k)以检测所述至少两个模式中的一个或多个。
25.根据权利要求24所述的方法，进一步包括用一个或多个分流器调整所述耦合常数。
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