JP6549857B2

JP6549857B2 - 磁気共鳴信号検出モジュール

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Publication number: JP6549857B2
Application number: JP2015029398A
Authority: JP
Inventors: 史郎保母; 克幸豊島; 新治中村; 成悟辻; 田中　良二; 良二田中; 浩人末松
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2035-02-18
Also published as: JP2016151494A

Description

本発明は、磁気共鳴信号検出モジュールに関し、特に、超伝導体からなる回路が磁気共鳴信号検出用の回路として用いられるモジュールに関する。

磁気共鳴測定装置として、核磁気共鳴（NMR：Nuclear Magnetic Resonance）測定装置、及び、電子スピン共鳴（ESR：Electron Spin Resonance）測定装置が知られている。ＮＭＲ測定装置に類する装置として、磁気共鳴画像（MRI：Magnetic Resonance Imaging）装置も知られている。以下、ＮＭＲ測定装置について説明する。

ＮＭＲは、静磁場中におかれた原子核が固有の周波数をもった電磁波と相互作用する現象である。その現象を利用して原子レベルで試料の測定を行う装置がＮＭＲ測定装置である。ＮＭＲ測定装置は、有機化合物（例えば薬品、農薬）、高分子材料（例えばビニール、ポリエチレン）、生体物質（例えば、核酸、タンパク質）、等の分析において活用されている。ＮＭＲ測定装置を利用すれば例えば試料の分子構造を解明することが可能である。

ＮＭＲ装置においては、静磁場を生じさせる超伝導磁石内に試料とともにＮＭＲプローブ（ＮＭＲ信号検出用プローブ）が配置される。ＮＭＲプローブは、送信用及び受信用のコイルを備えている。コイルは、送信時には試料に対して変動磁場を与え、受信時には試料のＮＭＲ信号を検出する機能を有する。観測対象となる核種によって共振周波数が異なるので、試料測定の際には、観測対象となった核種に適合する特定周波数をもった高周波信号がコイルに与えられる。

ところで、ＮＭＲ信号の検出精度を高めるためには、試料空間における外部磁場の一様性が重要になるところ、試料空間において不均一な外部磁場が存在すると、ＮＭＲ信号に誤差が生じ得る。不均一な外部磁場が発生する原因として、試料空間に近接する部材の磁化が挙げられる。特に、ＮＭＲ信号を検出する検出コイルは、その磁化が有限であれば試料空間に乱れた磁場を生じさせる原因となる。通常、高分解能を有するＮＭＲ装置には、試料空間の磁場分布を補正するシミング装置が設けられている。しかし、その補正の次数は現実的に低次に限られ、複雑な形状を有する検出コイルの磁化に起因する不均一磁場を補正することは困難である。それ故、試料空間に近接し、かつ、複雑な形状を有する検出コイルについては、その材料の磁化を限りなくゼロにすることが要求される。

また、ＮＭＲ信号を検出する方法として、ファラデーの電磁誘導の法則を用いた方法が知られている。この方法では、ジョンソンノイズが支配的なノイズとなる。ジョンソンノイズは、コイルの温度の平方根や、コイルの電気抵抗の平方根に比例することが知られている。

非特許文献１には、超伝導体からなる検出コイルが開示されている。超伝導体は冷却下で電気抵抗がほぼゼロになるので、上記のノイズを低減して、ＮＭＲ信号の検出感度を向上させることができる。

米国特許第５，５６５，７７８号明細書米国特許第６，８３３，７０１号明細書

"High Temperature Superconducting Radio Frequency Coils for NMR Spectroscopy and Magnetic Resonance Imaging", Steven M. Anlage,"Microwave Superconductivity," ed. by H. Weinstock and M. Nisenoff, (Kluwer, Amsterdam, 2001), pp.337-352. Design, construction, and validation of a 1-mm triple-resonance high-temperature-superconducting probe for NMR William W. Brey et. al.,Journal of Magnetic Resonance 179 (2006) 290-293

検出コイルの材料として超伝導体を用いることにより、熱雑音信号を低減することが可能となる。しかし、超伝導体は、超伝導現象に伴う強い磁気シールド特性を有する。この特性によって試料空間の磁場均一性が乱され、その結果、ＮＭＲ信号のＳ／Ｎが低下するという問題が生じ得る。

非特許文献２及び特許文献１には、磁気シールド発生の原因となるシールド電流の発生を抑制するために、超伝導製検出コイルにスリットを形成することが開示されている。スリットを設けることにより、大きなシールド電流の発生は抑制される。しかし、スリットで区切られたコイル部分に流れる小さなシールド電流が残存し、コイル部分の総和に対応するシールド電流が発生してしまう。また、微細なスリットを設けることにより、高周波共振特性のばらつきが発生するという問題が生じる。

また、超伝導製検出コイルが外部磁場（静磁場）に対して傾いて設置されると、コイル平面上に平行にシールド電流が流れるという現象が発生し、これにより、試料空間の磁場均一性が乱れてしまう。傾き角が、コイル膜厚方向の磁場侵入長λとコイルのサイズＬとの比の逆正接θｒ（＝ａｔａｎλ／Ｌ）よりも大きくなると、コイル平面上に平行にシールド電流が発生して磁場均一性が乱れる。例えば、超伝導材料ＹＢＣＯの磁場侵入長λは１５０ｎｍであり、サイズＬを１０ｍｍ程度とすると、θｒは０．００１度程度となる。この角度は極めて小さい角度であり、非常に精密な角度調整機構を用いたとしても、その傾き角を調整してコイルを外部磁場に対して厳密に平行にすることは極めて困難である。

特許文献２には、超伝導製検出コイルの現実的なアライメント不良に起因する横磁化と縦磁化の不安定さを解消するために、様々な設置調整機構や安定化機構を備えたＮＭＲプローブが開示されている。しかし、これらの機構は複雑であり、多軸の調整パラメータを調整する必要があるため、これらの機構を用いて調整することは現実的ではない。また、上記のとおり、調整が必要な傾き角は極めて小さいので、これらの機構を用いたとしても、その傾き角を調整してコイルを静磁場に対して厳密に平行にすることは非常に困難である。

本発明の目的は、第二種超伝導体が用いられる磁気共鳴信号検出モジュールにおいて、試料空間における磁場の不均一性を低減することである。

本発明に係る磁気共鳴検出モジュールは、試料容器の両側に設けられた一対の基板と、前記一対の基板を保持する保持部材と、を含み、個々の基板上には、第二種超伝導体からなり、試料からの磁気共鳴信号を検出する電気回路パターンが形成されており、前記保持部材は、一対の電気回路パターンが互いに平行状態となるように、かつ、個々の電気回路パターンが静磁場の方向に対して所定角度傾斜するように、前記一対の基板を保持する、ことを特徴とする。

第二種超電導体が静磁場（外部磁場）に対して傾斜して設置されると、その第二種超伝導体にシールド電流が発生し、そのシールド電流に起因する磁場が発生する。上記の構成では、第二種超電導体からなる一対の電気回路パターンは互いに平行状態に維持されている。それ故、個々の電気回路パターンで発生した磁場が相殺される（打ち消し合う）。その結果、シールド電流に起因する静磁場の不均一性を低減することができる。

また、第二種超電導体が静磁場内に設置されると、第二種超電導体が磁化される。このとき、静磁場に対する第二種超電導体の傾き角に応じて、磁化の大きさが変化するという現象が認められる。具体的には、傾き角が比較的小さい範囲では、傾き角の変化量に対する磁化の変化量が比較的大きくなり、傾き角が比較的大きい範囲では、傾き角の変化量に対する磁化の変化量が比較的小さくなり、磁化の変化量が安定する、という現象が認められる。上記の構成では、個々の電気回路パターンは、静磁場の方向に対して、磁化の変化量が安定する角度範囲に傾斜させられている。これにより、個々の電気回路パターンの傾斜角度に変動が生じた場合であっても、個々の電気回路パターンに生じる磁化の変化量は比較的小さくなる。仮に、一対の電気回路パターンを厳密に平行状態に保持できず、傾斜角度に変動が生じた場合であっても、磁化の変化量が比較的小さいので、個々の電気回路パターンで生じる磁場（シールド電流に起因する磁場）の差は比較的小さくなる。それ故、相殺後に残存する磁場（シールド電流に起因する磁場）は比較的小さくなり、静磁場の不均一性の増大を抑制することができる。

これに対して、個々の電気回路パターンを静磁場の方向に対して傾斜させていない場合、つまり、個々の電気回路パターンを厳密に静磁場の方向に対して平行に設置した場合、個々の電気回路パターンが僅かに傾いただけでも、個々の電気回路パターンに生じる磁化の変化量が大きくなる。電気回路パターンが僅かに傾いた状態は、上記の傾き角が比較的小さい範囲の状態に該当し、傾き角の変化量に対する磁化の変化量が比較的大きくなるからである。このとき、一対の電気回路パターンが厳密に平行状態を維持したまま傾斜したのであれば、磁化の変化量が大きい場合であっても、個々の電気回路パターンで生じる磁場（シールド電流に起因する磁場）の大きさは理論的には同じであるため、理論的には、シールド電流に起因する磁場は完全に打ち消されることになる。しかし、その厳密な平行状態が維持されない場合には、個々の電気回路パターンで生じる磁場（シールド電流に起因する磁場）の大きさに差が生じる。磁化の変化量が比較的大きくなる傾き角の範囲では、その差は相殺では解消できないほど大きくなり得る。それ故、相殺後に残存する磁場（シールド電流に起因する磁場）は比較的大きくなり、静磁場の不均一性が増大することになる。上述したように、本発明によると、この問題を解消することができる。

本発明によると、仮に、個々の電気回路パターンを厳密に静磁場の方向に対いて平行に設置できず、また、一対の電気回路パターンを厳密に平行状態に保持できない場合であっても、シールド電流に起因する磁場を適切に打ち消して、静磁場の不均一性の増大を抑制することが可能となる。例えば、製造上、厳密な平行が得られない場合であっても、上記の構成によれば、静磁場の不均一性の増大を抑制することができる。

上記の電気回路パターンは、例えば共振回路パターンである。上記の所定角度（傾き角）は、例えば、静磁場（外部磁場）と下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１との関係によって規定される。一例として、電気回路パターンに対する静磁場の垂直成分が下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上となるように、所定角度が規定される。静磁場の垂直成分が下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上となる範囲では、磁化の変化量が比較的小さくなる、という現象が認められる。それ故、一対の電気回路パターンが厳密に平行状態でなくなった場合であっても、シールド電流に起因する磁場が適切に打ち消され、試料空間における静磁場の不均一性を抑制することができる。

望ましくは、前記保持部材は、下側保持部材と上側保持部材とを有し、前記下側保持部材は、斜め平行状態にある前記一対の基板の下部を保持し、前記上側保持部材は、斜め平行状態にある前記一対の基板の上部を保持する。

望ましくは、前記所定角度は０．５〜３度である。これにより、電気回路パターンに対する静磁場の垂直成分が下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上となり、また、磁気共鳴測定の精度を維持することができる。より望ましくは、所定角度は１〜２度である。

本発明によると、第二種超伝導体が用いられる磁気共鳴信号検出モジュールにおいて、試料空間における磁場の不均一性を低減することが可能となる。

本発明の実施形態に係るＮＭＲ装置を示すブロック図である。試料室と検出コイルを模式的に示す拡大斜視図である。本実施形態に係る検出コイル用治具の側面図である。本実施形態に係る検出コイル用治具の上面図である。検出コイルを模式的に示す斜視図である。変形例１に係る検出コイル用治具の側面図である。変形例１に係る検出コイル用治具の上面図である。変形例２に係る検出コイル用治具の側面図である。変形例２に係る検出コイル用治具の上面図である。

図１には、本実施形態に係るＮＭＲ装置１０が示されている。このＮＭＲ装置１０は、試料中の観測核により生じたＮＭＲ信号を測定する装置である。

静磁場発生装置１２は静磁場を発生する装置であり、その中央部には、垂直方向に伸びる空洞部としてボア１２Ａが形成されている。ＮＭＲプローブ１４は、大別して、挿入部１６と基部１８とによって構成されている。挿入部１６は、それ全体として垂直方向に伸長した円筒形状を有し、静磁場発生装置１２のボア１２Ａ内に挿入される。

挿入部１６におけるプローブヘッド内には検出回路２８が設けられている。検出回路２８は同調整合回路であり、ＮＭＲ信号を検出するための検出コイル３０、送受信用の結合コイル３４、同調用可変コンデンサ、及び、整合用可変コンデンサ等の電子部品を備えている。結合コイル３４は、ピックアップコイルや送受信コイルとも称され、照射時間帯（送信期間）において変動磁場を発生させ、観測時間帯（受信期間）において、検出コイル３０によって検出されたＮＭＲ信号を受信する。同調用可変コンデンサ及び整合用可変コンデンサの各設定値（容量）を変えることにより、検出回路２８の特性が最適化される。つまり、同調及び整合が図られる。

分光計８０の送信部８２は、信号発生器及びパワーアンプ等を備えており、送信信号を生成して出力する。ＮＭＲ測定モードにおいては、観測対象核種の固有周波数が送信信号の周波数として設定される。送信部８２から出力された送信信号は、送受切替器であるデュプレクサ８８を介してＮＭＲプローブ１４内の検出回路２８に送られる。なお、デュプレクサ８８は、ＮＭＲプローブ１４内に配置されてもよい。

検出コイル３０で検出されたＮＭＲ信号（受信信号）は、デュプレクサ８８を介して分光計８０の受信部８４に送られる。受信部８４は、直交検波回路やＡ／Ｄ変換器等を含む公知の回路構成を有し、受信信号に対して所定の処理を行う。受信部８４で処理された受信信号は、スペクトル処理部８６に送られる。スペクトル処理部８６は、受信信号に対してＦＦＴ処理を実行することにより分光スペクトルを生成し、またそれに対して必要な解析等を実行する。表示部９０には、スペクトル処理部８６の処理結果が表示される。入力部９２は、測定対象核種の設定等を行うために利用される。なお、スペクトル処理部８６は、コンピュータによって構成されてもよい。

冷却システム９４は、例えば、冷凍機を備え、その冷凍機により冷却したヘリウムガスをＮＭＲプローブ１４に供給し、これにより、ＮＭＲプローブ１４内の被冷却部品を冷却するためのシステムである。例えば、被冷却部品が２０Ｋ以下に冷却される。

図２には、試料室と検出コイルが模式的に示されている。図２は、試料室等を概略的に示す図である。挿入部１６において、試料温調用配管２６を挟んで内側に試料室が設けられている。試料温調用配管２６は例えばガラス管であり、ステージ１９及びプローブキャップ２０を貫通して設けられている。試料温調用配管２６内には、試料が収容される試料管２４が配置されている。試料及び試料管２４の中心が磁場中心に一致するように、挿入部１６が静磁場発生装置１２のボア１２Ａ内に設置される。試料温調用配管２６内は大気空間であり、試料温調用配管２６内の温度は、例えば室温に維持されている。これにより、試料は大気空間内に設置され、その温度は室温に維持される。

試料温調用配管２６と挿入部１６の外壁との間に気密室２２が形成されている。気密室２２内は真空状態に減圧されている。真空減圧下の気密室２２内には、検出回路２８（検出コイル３０Ａ，３０Ｂ、結合コイル３４、同調用可変コンデンサ、整合用可変コンデンサ）が設置されている。検出コイル３０Ａは、基板３２Ａ上に形成された薄膜の検出回路パターンである。図示されていないが、検出コイル３０Ｂも同様に、基板３２Ｂ上に形成された薄膜の検出回路パターンである。検出コイル３０Ａ，３０Ｂは、第二種超伝導体によって構成されている。基板３２Ａ，３２Ｂは、例えばサファイア基板である。基板３２Ａ，３２Ｂは、試料及び試料管２４を間にして、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが互いに平行状態となるように検出コイル用治具（保持部材）によって保持されている。また、後述するように、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが、静磁場発生装置１２によって形成される静磁場Ｈ_０に対して所定角度傾斜するように、基板３２Ａ，３２Ｂが検出コイル用治具によって保持されている。ＮＭＲプローブ１４の中心軸と静磁場Ｈ_０の方向とが平行であれば、検出コイル３０Ａ，３０ＢがＮＭＲプローブ１４の中心軸に対して所定角度傾斜するように、基板３２Ａ，３２Ｂが保持されることになる。検出コイル用治具については後で詳しく説明する。

検出コイル３０Ａは、基板３２Ａ上においてコイルパターンとして形成され、インダクタンスＬの要素とキャパシタンスＣの要素とを内包している。図示されていなが、検出コイル３０Ｂも同様に、リアクタンスＬとキャパシタンスＣとを内包する。この構成を採用することにより、ＬＣ共振回路が形成される。

上記構成において、検出回路２８は被冷却部品に相当し、極低温に冷却される。信号のＳ／Ｎを向上させるために、可変コンデンサも検出コイル３０Ａ，３０Ｂ及び結合コイル３４とともに冷却される。冷却機構として、例えば、特開２０１４−４１１０３号公報に記載されている冷却システム（クライオスタット冷却システム）を利用することができる。具体的には、ステージ１９に接続された熱交換器３６に、冷却システム９４から冷却されたヘリウムガスが導入され、熱交換器３６は極低温（例えば２０Ｋ以下）に冷却される。これにより、被冷却部品が冷却される。検出コイル３０Ａ，３０Ｂが冷却されることにより、検出コイル３０Ａ，３０Ｂの電気抵抗が低下してＱ値が低下する。また、電気的な熱ノイズが低減される。その結果、ＮＭＲ測定時における検出感度を向上させることができる。なお、ＮＭＲプローブ１４には、図示しない温度センサが取り付けられており、その温度センサによって被冷却部品等の温度が検知される。

次に、図３及び図４を参照して、検出コイル用治具の詳細について説明する。図３は、検出コイル用治具を横から見た図であり、図４は、検出コイル用治具を上から見た図である。図４において、上側治具６０の図示は省略されている。

検出コイル用治具４０は、基板３２Ａ，３２Ｂの下部を保持する下側治具５０（下側保持部材）と、基板３２Ａ，３２Ｂの上部を保持する上側治具６０（上側保持部材）と、を含む。検出コイル用治具４０は、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが互い平行状態となるように、かつ、検出コイル３０Ａ，３０ＢがＮＭＲプローブ１４の中心軸（静磁場Ｈ_０の方向）に対して所定角度傾斜するように、基板３２Ａ，３２Ｂを保持する。以下、下側治具５０と上側治具６０について詳しく説明する。

下側治具５０は、ベース部材５２、下側スペーサ５４、下側カバー５６Ａ，５６Ｂ、及び、下側ネジ５８を含む。ベース部材５２は平坦な部材であり、その表面上には突起状の下側スペーサ５４が設けられている。下側スペーサ５４の両側面（側面５４ａ，５４ｂ）は平坦な面であり、互いに平行となるように加工されている。一方の側面５４ａには基板３２Ａの下部が接し、対向する側面５４ｂには基板３２Ｂの下部が接する。また、側面５４ａ，５４ｂは、ＮＭＲプローブ１４の中心軸（静磁場Ｈ_０の方向）に対して、同じ方向に角度θ１傾斜するように加工されている。例えば、側面５４ａ，５４ｂは、ベース部材５２の表面の法線方向に対して同じ方向に角度θ１傾斜するように加工されている。その法線方向がＮＭＲプローブ１４の中心軸と平行となるようにベース部材５２が設置されることにより、側面５４ａ，５４ｂとＮＭＲプローブ１４の中心軸とのなす角度が角度θ１となる。例えば、放電ワイヤー加工機等によって下側スペーサ５４の側面５４ａ，５４ｂが加工されている。ベース部材５２及び下側スペーサ５４は、セラミックや金属（例えば銅）によって構成されている。ベース部材５２は、図２に示されているステージ１９上に設置されて固定される。これにより、ベース部材５２を介して検出コイル３０Ａ，３０Ｂ等が冷却される。

基板３２Ａの下部は、下側スペーサ５４の一方の側面５４ａと下側カバー５６Ａとによって挟まれており、下側ネジ５８によって下側カバー５６Ａとともに下側スペーサ５４の側面５４ａに固定されている。つまり、基板３２Ａの下部は、側面５４ａに突き当てられた状態で固定されている。同様に、基板３２Ｂの下部は、下側スペーサ５４の他方の側面５４ｂと下側カバー５６Ｂとによって挟まれており、下側ネジ５８によって下側カバー５６Ｂとともに下側スペーサ５４の側面５４ｂに固定されている。つまり、基板３２Ｂの下部は、側面５４ｂに突き当てられた状態で固定されている。このように、基板３２Ａ，３２Ｂの下部の間に下側スペーサ５４が配置されており、基板３２Ａ，３２Ｂの下部は、下側スペーサ５４の斜面である側面５４ａ，５４ｂに接合されている。側面５４ａ，５４ｂは互いに平行となるように加工されており、かつ、ＮＭＲプローブ１４の中心軸（静磁場Ｈ_０の方向）に対して同じ方向に角度θ１傾斜するように加工されている。それ故、基板３２Ａ，３２Ｂは、下部において互いに平行状態となるように保持されるとともに、ＮＭＲプローブ１４の中心軸（静磁場Ｈ_０の方向）に対して同じ方向に角度θ１傾斜するように保持される。

上側治具６０は、上側スペーサ６２、上側カバー６４Ａ，６４Ｂ、及び、上側ネジ６６を含む。上側スペーサ６２の両側面（側面６２ａ，６２ｂ）は平坦な面であり、互いに平行となるように加工されている。例えば、放電ワイヤー加工機等によって側面６２ａ，６２ｂが加工されている。一方の側面６２ａには基板３２Ａの上部が接し、対向する側面６２ｂには基板３２Ｂの上部が接する。

基板３２Ａの上部は、上側スペーサ６２の一方の側面６２ａと上側カバー６４Ａとによって挟まれており、上側ネジ６６によって上側カバー６４Ａとともに上側スペーサ６２の側面６２ａに固定されている。つまり、基板３２Ａの上部は、側面６２ａに突き当てられた状態で固定されている。同様に、基板３２Ｂの上部は、上側スペーサ６２の他方の側面６２ｂと上側カバー６４Ｂとによって挟まれており、上側ネジ６６によって上側カバー６４Ｂとともに上側スペーサ６２の側面６２ｂに固定されている。つまり、基板３２Ｂの上部は、側面６２ｂに突き当てられた状態で固定されている。このように、基板３２Ａ，３２Ｂの上部の間に上側スペーサ６２が配置されている。

下側スペーサ５４の幅Ｃ１（側面５４ａと側面５４ｂとの間の幅）と、上側スペーサ６２の幅Ｃ２（側面６２ａと側面６２ｂとの間の幅）と、が等しくなるように、下側スペーサ５４及び上側スペーサ６２が加工されている。それ故、下部において基板３２Ａ，３２Ｂの間に下側スペーサ５４が配置され、上部において基板３２Ａ，３２Ｂの間に上側スペーサ６２が配置されることにより、基板３２Ａ，３２Ｂの平行状態を維持することが可能となる。なお、幅Ｃ１，Ｃ２は、一例として８〜１０ｍｍ程度であり、基板３２Ａ，３２Ｂの厚さは０．５ｍｍ程度である。

基板３２Ａ，３２Ｂの間には試料空間７０が形成され、その試料空間７０内に試料管２４が配置される。

上記の検出コイル用治具４０を用いることにより、基板３２Ａ，３２Ｂが互いに平行状態に保持され、かつ、ＮＭＲプローブ１４の中心軸（静磁場Ｈ_０の方向）に対して角度θ１傾斜した状態で保持される。これにより、基板３２Ａ，３２Ｂ上に形成された検出コイル３０Ａ，３０Ｂは互いに平行状態に維持され、かつ、ＮＭＲプローブ１４の中心軸（静磁場Ｈ_０の方向）に対して角度θ１傾斜した状態に維持される。

角度θ１は、例えば、静磁場Ｈ_０と下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１との関係によって規定される。例えば、角度θ１は、ａｔａｎ（Ｈ_Ｃ１／Ｈ_０）程度である。一例として、角度θ１は、０．５〜３度であり、好ましくは１〜２度である。

本実施形態によると、検出コイル３０Ａ，３０Ｂを角度θ１傾けることにより、検出コイル３０Ａ，３０Ｂに発生するシールド電流の角度依存性を緩和することができる。つまり、角度θ１の変化に対するシールド電流の変化を抑制することができる。これにより、シールド電流に起因して検出コイル３０Ａ，３０Ｂに発生する磁場の変化を抑制することができる。そして、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが互いに平行状態に保持されているので、検出コイル３０Ａ，３０Ｂにて発生した磁場（シールド電流に起因する磁場）が相殺される。つまり、検出コイル３０Ａ，３０Ｂにて生じた磁場が互いに打ち消し合う。これにより、試料空間における磁場の不均一性を解消又は低減することができ、磁場不均一性に起因する分解能の低下を抑制することができる。

以下、これらについて詳しく説明する。まず、検出コイル３０Ａ，３０Ｂに発生するシールド電流の角度依存性について説明する。

文献（“Hysteretic magnetization in micron-thick YBa2Cu3O7-δ films in nearly parallel magnetic fields”, A.Rastogi, H.Yamasaki, and A.Sawa (PHYSICAL REVIEW B,VOLUME 62 NUMBER 21)によると、超伝導薄膜試料における磁場方向の磁化Ｍは、以下の式（１）で表される。
Ｍ＝｜Ｍ_１│ｃｏｓθ＋｜Ｍ_２｜ｓｉｎθ・・・（１）

式（１）において、Ｍ_１は超伝導薄膜試料面（本実施形態では、薄膜の検出コイル３０Ａ，３０Ｂの表面）に平行な磁化成分であり、Ｍ_２は超伝導薄膜試料面に垂直な磁化成分であり、θは超伝導薄膜試料と外部磁場（静磁場）Ｈ_０の方向とのなす角度（外部磁場Ｈ_０の方向に対する超伝導薄膜試料の傾き角）である。また、Ｍ_１はＨ_０ｃｏｓθを変数とする関数で表され、Ｍ_２はＨ_０ｓｉｎθを変数とする関数で表される。従って、式（１）は、以下の式（２）のように表現することができる。
Ｍ＝｜Ｍ_１（Ｈ_０ｃｏｓθ）｜ｃｏｓθ＋｜Ｍ_２（Ｈ_０ｓｉｎθ）｜ｓｉｎθ・・・（２）

傾き角θが小さい場合、磁化垂直成分Ｍ_２はMeissner効果によって試料周辺に流れる遮蔽電流が作る見かけ上の磁化と考えることができる。薄膜ではＭ_２≫Ｍ_１となり、磁化Ｍは傾き角θに大きく依存することになる。例えば、超伝導薄膜試料が外部磁場Ｈ_０に対して厳密に平行に設置された場合、つまり、傾き角θが厳密に０の場合、磁化Ｍは磁化平行成分Ｍ_１と等しくなる。一方、超伝導薄膜試料が外部磁場Ｈ_０に対して傾いた場合、つまり、傾き角｜θ｜＞０となる場合、磁化垂直成分Ｍ_２が発生する。Ｍ_２≫Ｍ_１の条件下では、磁化Ｍが傾き角θに大きく依存することになる。また、傾き角θの大きさによっては、磁化Ｍの符号が変化することもある。

また、第二種超伝導体の特性として、外部磁場Ｈ_０が下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１未満の範囲では、外部磁場Ｈ_０の変化に対して磁化Ｍの変化が比較的大きくなり、外部磁場Ｈ_０が下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上となる範囲では、外部磁場Ｈ_０の変化に対して磁化Ｍの変化が比較的小さくなり、磁化Ｍの変化量が安定することが知られている（例えば、文献（超伝導応用の基礎、松下照男等、米田出版）参照）。これによると、外部磁場の垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１未満となる範囲では、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθの変化量に対する磁化垂直成分Ｍ_２の変化量が比較的大きくなり、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上となる範囲では、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθの変化量に対する磁化垂直成分Ｍ_２の変化量が比較的小さくなり、磁化垂直成分Ｍ_２の変化量が安定することになる。つまり、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１未満となるような傾き角θの範囲においては、傾き角θの変化量に対する磁化垂直成分Ｍ_２の変化量が比較的大きくなり、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上となるような傾き角θの範囲においては、傾き角θの変化量に対する磁化垂直成分Ｍ_２の変化量が比較的小さくなり、磁化垂直成分Ｍ_２の変化量が安定するといえる。磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθは、傾き角θが大きくなるほど大きくなる。つまり、比較的小さい傾き角θの範囲では、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθは比較的小さくなり、比較的大きい傾き角θの範囲では、垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθは比較的大きくなる。従って、比較的小さい傾き角θの範囲では、垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθは下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１未満となり、比較的大きい傾き角θの範囲では、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθは下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上となる。このことから、傾き角θを所定角度以上に設定することにより、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上となって、傾き角θの変化量に対する磁化垂直成分Ｍ_２の変化量が比較的小さくなり、磁化垂直成分Ｍ_２の変化量が安定するといえる。

上記のように、磁化Ｍは傾き角θに依存するとともに、磁化Ｍにおいて磁化垂直成分Ｍ_２が支配的となっている（Ｍ_２≧Ｍ_１）。従って、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１未満となる範囲、つまり、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１未満となるような比較的小さい傾き角θの範囲においては、傾き角θの変化に応じて磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが変化して磁化垂直成分Ｍ_２が比較的大きく変化する。磁化垂直成分Ｍ_２が支配的であるため（Ｍ_２≧Ｍ_１）、磁化垂直成分Ｍ_２が比較的大きく変化することにより、傾き角θの変化量に対する磁化Ｍの変化量が比較的大きくなる。そのため、傾き角θの変化量が比較的小さい場合であっても、超伝導薄膜試料（検出コイル３０Ａ，３０Ｂ）にて発生するシールド電流の変化量が比較的大きくなる。

一方、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上となる範囲、つまり、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上となるような比較的大きい傾き角θの範囲においては、傾き角θの変化に応じて磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθが変化しても、磁化垂直成分Ｍ_２の変化量は比較的小さく、磁化垂直成分Ｍ_２の変化量は安定している。それ故、磁化垂直成分Ｍ_２が支配的であっても、傾き角θの変化量に対する磁化Ｍの変化量は比較的小さくなり、磁化Ｍの変化量は安定する。そのため、超伝導薄膜試料（検出コイル３０Ａ，３０Ｂ）にて発生するシールド電流の変化量が比較的小さくなる。

例えば、傾き角θ＝ａｔａｎ（Ｈ_Ｃ１／Ｈ_０）とすることで、傾き角θの変化量に対する磁化Ｍの変化量を比較的小さくすることが可能となる。その結果、超伝導薄膜試料（検出コイル３０Ａ，３０Ｂ）にて発生するシールド電流の変化量も小さくなる。つまり、傾き角θに対するシールド電流の角度依存性が緩和されることになる。

例えば、傾き角θ＝０．５度とし、外部磁場（静磁場）Ｈ_０が１６５ｋガウス（７００ＭＨｚに相当）であるとする。この場合、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθは１０００ガウス程度となる。この値は、ＹＢＣＯ等の一般的な超伝導体の下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１程度の磁場に相当する。下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上の磁場の下では、コイルの端だけでなくコイルの内部に磁束が入り込み、傾き角θに対する磁化Ｍの変化量が比較的小さくなる。このように、傾き角θを０．５度以上とすることにより、傾き角θに対する磁化Ｍの変化量が比較的小さくなる。また、ＮＭＲ測定を適切に実行するためには、傾き角θは３度以下であることが好ましい。また、磁場垂直成分Ｈ_０ｓｉｎθをより確実に下部臨界磁場強度Ｈ_Ｃ１以上としつつ、ＮＭＲ測定を適切に実行するために、傾き角θは１〜２度であることがより好ましい。

次に、シールド電流に起因する磁場の相殺現象（打ち消し合い現象）について説明する。図５には、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが模式的に示されている。コイルの詳細な形状は本質的ではないため、検出コイル３０Ａ，３０Ｂは矩形状の枠体として示されている。検出コイル３０Ａ，３０Ｂは、外部磁場（静磁場）Ｈ_０に対して傾斜している。外部磁場Ｈ_０中に検出コイル３０Ａが配置されると、検出コイル３０Ａ内で分極が生じ、検出コイル３０Ａの上部３０Ａａと下部３０Ａｂが磁化される（符号＋，−は磁化の様子を示している）。上部３０Ａａと下部３０Ａｂの周囲には、この磁化による磁場が発生する。検出コイル３０Ｂも同様に、上部３０Ｂａと下部３０Ｂｂが磁化され、この磁化による磁場が発生する。

検出コイル３０Ａ，３０Ｂが磁化することにより、検出コイル３０Ａの上部３０Ａａの内側では上向きの磁場が発生し、下部３０Ａｂの内側では下向きの磁場が発生する。また、検出コイル３０Ｂの上部３０Ｂａの内側では下向きの磁場が発生し、下部３０Ｂｂの内側では上向きの磁場が発生する。このように、上部において、検出コイル３０Ａ，３０Ｂによって互いに反対方向の磁場が形成され、同様に、下部において、検出コイル３０Ａ，３０Ｂによって互いに反対方向の磁場が形成される。これにより、シールド電流に起因する磁場が互いに打ち消し合い、試料空間の磁場の均一性を確保することが可能となる。

仮に、検出コイル３０Ａ，３０Ｂを互いに厳密に平行状態に保持できれば、シールド電流に起因する磁場を完全に打ち消すことが可能となる。

ところで、仮に、検出コイル３０Ａ，３０Ｂを外部磁場（静磁場）Ｈ_０の方向に対いて傾斜させていない場合、つまり、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが厳密に静磁場Ｈ_０の方向に対して平行に設置されている場合、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが僅かに傾いただけでも、検出コイル３０Ａ，３０Ｂに生じる磁化Ｍの変化量が比較的大きくなる。検出コイル３０Ａ，３０Ｂが僅かに傾いた状態では、上記の傾き角θが比較的小さい範囲の状態に該当し、傾き角θの変化量に対して磁化Ｍの変化量が比較的大きくなるからである。このとき、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが厳密に平行状態を維持したまま傾斜したのであれば、磁化Ｍの変化量が大きい場合であっても、検出コイル３０Ａ，３０Ｂで生じる磁場（シールド電流に起因する磁場）の大きさは理論的には同じであるため、理論的には、シールド電流に起因する磁場は完全に打ち消されることになる。しかし、その厳密な平行状態が維持されない場合には、検出コイル３０Ａ，３０Ｂで生じる磁場（シールド電流に起因する磁場）の大きさに差が生じる。磁化Ｍの変化量が比較的大きくなる傾き角θの範囲（この範囲は、比較的小さな傾き角θの範囲に相当し、外部磁場Ｈ_０の方向から僅かに傾いたときの角度の範囲に相当する。）では、その差は相殺では解消できないほど大きくなり得る。それ故、相殺後に残存する磁場（シールド電流に起因する磁場）は比較的大きくなり、外部磁場Ｈ_０の不均一性が増大することになる。

これに対して、本実施形態では、検出コイル３０Ａ，３０Ｂは、外部磁場Ｈ_０に対して、角度θ１、つまり磁化Ｍの変化量が安定する角度に傾斜させられている。これにより、検出コイル３０Ａ，３０Ｂの傾きが僅かにずれて検出コイル３０Ａ，３０Ｂが互いに厳密に平行状態でなくなった場合であっても、検出コイル３０Ａ，３０Ｂのそれぞれに発生する磁化Ｍの変化量は比較的小さくなり、シールド電流に起因する磁場の変化量も比較的小さくなる。仮に、検出コイル３０Ａ，３０Ｂを厳密に平行状態に保持できずに、検出コイル３０Ａで生じる磁場の大きさと、検出コイル３０Ｂで生じる磁場の大きさと、に差が生じても、磁化Ｍの変化量は比較的小さいので、その差は比較的小さくなる。それ故、相殺後に残存する磁場（シールド電流に起因する磁場）は比較的小さくなり、外部磁場Ｈ_０の不均一性の増大を抑制することができる。

以上のように、本実施形態によると、仮に、検出コイル３０Ａ，３０Ｂを互いに厳密な平行状態に保持できない場合であっても、シールド電流に起因する磁場を適切に打ち消して、外部磁場の不均一性の増大を抑制することが可能となる。例えば、製造上、厳密な平行が得られない場合であっても、外部磁場Ｈ_０の不均一性の増大を抑制することができる。

なお、試料付近に金属等の部材を設置することは、ＮＭＲ測定において好ましくない。上記の構成のように、下側治具５０によって基板３２Ａ，３２Ｂの下部を保持し、上側治具６０によって基板３２Ａ，３２Ｂの上部を保持することにより、試料付近に金属等の部材を設置せずに、基板３２Ａ，３２Ｂを保持することが可能となる。

また、下側スペーサ５４及び上側スペーサ６２の側面（側面５４ａ，５４ｂ，６２ａ，６２ｂ）を精密加工して側面を平行にすることにより、基板３２Ａ，３２Ｂの平行状態が容易に実現される。

（変形例１）
次に、図６及び図７を参照して、変形例１に係る検出コイル用治具について説明する。図６は、検出コイル用治具を横から見た図であり、図７は、検出コイル用治具を上から見た図である。図７において、上側治具１２０の図示は省略されている。なお、変形例１においても、上述した実施形態と同様に、検出コイル３０Ａ，３０Ｂと基板３２Ａ，３２Ｂが用いられる。

変形例１に係る検出コイル用治具１００は、基板３２Ａ，３２Ｂの下部を保持する下側治具１１０（下側保持部材）と、基板３２Ａ，３２Ｂの上側を保持する上側治具１２０（上側保持部材）と、を含む。検出コイル用治具１００は、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが互いに平行状態となるように基板３２Ａ，３２Ｂを保持する。以下、下側治具１１０と上側治具１２０について詳しく説明する。

下側治具１１０は、ベース部材１１２、下側スペーサ１１４、下側カバー１１６Ａ，１１６Ｂ、及び、下側ネジ１１８を含む。ベース部材１１２は平坦な部材であり、その表面上には突起状の下側スペーサ１１４が設けられている。下側スペーサ１１４の両側面（側面１１４ａ，１１４ｂ）は平坦な面であり、互いに平行となるように加工されている。一方の側面１１４ａには基板３２Ａの下部が接し、対向する側面１１４ｂには基板３２Ｂの下部が接する。また、側面１１４ａ，１１４ｂは、ベース部材１１２の表面の法線方向に対して平行となるように加工されている。ベース部材１１２及び下側スペーサ１１４は、セラミックや金属（例えば銅）によって構成されている。ベース部材１１２は、図２に示されているステージ１９上に設置されて固定される。これにより、ベース部材１１２を介して検出コイル３０Ａ，３０Ｂ等が冷却される。

基板３２Ａの下部は、下側スペーサ１１４の一方の側面１１４ａと下側カバー１１６Ａとによって挟まれており、下側ネジ１１８によって下側カバー１１６Ａとともに下側スペーサ１１４の側面１１４ａに固定されている。つまり、基板３２Ａの下部は側面１１４ａに突き当てられた状態で固定されている。同様に、基板３２Ｂの下部は、下側スペーサ１１４の他方の側面１１４ｂと下側カバー１１６Ｂとによって挟まれており、下側ネジ１１８によって下側カバー１１６Ｂとともに下側スペーサ１１４の側面１１４ｂに固定されている。つまり、基板３２Ｂの下部は、側面１１４ｂに突き当てられた状態で固定されている。このように、基板３２Ａ，３２Ｂの下部の間に下側スペーサ１１４が配置されており、基板３２Ａ，３２Ｂの下部は、下側スペーサ１１４の側面１１４ａ，１１４ｂに接合されている。側面１１４ａ，１１４ｂは互いに平行となるように加工されている。それ故、基板３２Ａ，３２Ｂは、下部において互いに平行状態となるように保持される。

上側治具１２０は、上側スペーサ１２２、上側カバー１２４Ａ，１２４Ｂ、及び、上側ネジ１２６を含む。上側スペーサ１２２の両側面（側面１２２ａ，１２２ｂ）は平坦な面であり、互いに平行となるように加工されている。一方の側面１２２ａには基板３２Ａの上部が接し、対向する側面１２２ｂには基板３２Ｂの上部が接する。

基板３２Ａの上部は、上側スペーサ１２２の一方の側面１２２ａと上側カバー１２４Ａとによって挟まれており、上側ネジ１２６によって上側カバー１２４Ａとともに上側スペーサ１２２の側面１２２ａに固定されている。つまり、基板３２Ａの上部は、側面１２２ａに突き当てられた状態で固定されている。同様に、基板３２Ｂの上部は、上側スペーサ１２２の他方の側面１２２ｂと上側カバー１２４Ｂとによって挟まれており、上側ネジ１２６によって上側カバー１２４Ｂとともに上側スペーサ１２２の側面１２２ｂに固定されている。つまり、基板３２Ｂの上部は、側面１２２ｂに突き当てられた状態で固定されている。このように、基板３２Ａ，３２Ｂの上部の間に上側スペーサ１２２が配置されている。

下側スペーサ１１４の幅Ａ１（側面１１４ａと側面１１４ｂとの間の幅）と、上側スペーサ１２２の幅Ａ２（側面１２２ａと側面１２２ｂとの間の幅）と、が等しくなるように、下側スペーサ１１４及び上側スペーサ１２２が加工されている。それ故、下部において基板３２Ａ，３２Ｂの間に下側スペーサ１１４が配置され、上部において基板３２Ａ，３２Ｂの間に上側スペーサ１２２が配置されることにより、基板３２Ａ，３２Ｂの平行状態を維持することが可能となる。なお、幅Ａ１，Ａ２は、一例として８〜１０ｍｍ程度である。

基板３２Ａ，３２Ｂの間には試料空間１３０が形成され、その試料空間１３０内に試料管２４が配置される。

上記の検出コイル用治具１００を用いることにより、基板３２Ａ，３２Ｂが互いに平行状態に保持される。これにより、基板３２Ａ，３２Ｂ上に形成された検出コイル３０Ａ，３０Ｂは互いに平行状態に維持される。

変形例１によると、検出コイル３０Ａ，３０Ｂにシールド電流が発生した場合であっても、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが互いに平行状態に保持されているので、シールド電流に起因する磁場を相殺する（打ち消し合う）ことが可能となる。これにより、試料空間の静磁場の不均一性を解消又は低減することが可能となる。

（変形例２）
次に、図８及び図９を参照して、変形例２に係る検出コイル用治具について説明する。図８は、検出コイル用治具を横から見た図であり、図９は、検出コイル用治具を上から見た図である。図９において、上側治具２２０の図示は省略されている。なお、変形例２においても、上述した実施形態と同様に、検出コイル３０Ａ，３０Ｂと基板３２Ａ，３２Ｂが用いられる。

変形例２に係る検出コイル用治具２００は、基板３２Ａ，３２Ｂの下部を保持する下側治具２１０（下側保持部材）と、基板３２Ａ，３２Ｂの上部を保持する上側治具２２０（上側保持部材）と、を含む。検出コイル用治具２００は、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが互いに平行状態となるように、基板３２Ａ，３２Ｂを保持する。以下、下側治具２１０と上側治具２２０について詳しく説明する。

下側治具２１０は、ベース部材２１２、下側スペーサ２１４、下側カバー２１６Ａ，２１６Ｂ、及び、下側ネジ２１８を含む。ベース部材２１２は平坦な部材であり、その表面上には突起状の下側スペーサ２１４が設けられている。下側スペーサ２１４の上部には下側凹部（溝部）２１４ａが形成されている。下側凹部２１４ａの内側の両側面（側面２１４ａａ，２１４ａｂ）は平坦な面であり、互いに平行となるように加工されている。一方の側面２１４ａａには基板３２Ａの下部が接し、対向する側面２１４ａｂには基板３２Ｂの下部が接する。また、側面２１４ａａ，２１４ａｂは、ベース部材２１２の表面の法線方向に対して平行となるように加工されている。ベース部材２１２及び下側スペーサ２１４は、セラミックや金属（例えば銅）によって構成されている。ベース部材２１２は、図２に示されているステージ１９上に設置されて固定される。これにより、ベース部材２１２を介して検出コイル３０Ａ，３０Ｂ等が冷却される。

基板３２Ａの下部は下側凹部２１４ａ内に挿入され、下側凹部２１４ａの一方の側面２１４ａａと下側カバー２１６Ａとによって挟まれており、下側ネジ２１８によって下側カバー２１６Ａとともに側面２１４ａａに固定されている。つまり、基板３２Ａの下部は、溝の側面２１４ａａに突き当てられた状態で固定されている。同様に、基板３２Ｂの下部は下側凹部２１４ａ内に挿入され、下側凹部２１４ａの他方の側面２１４ａｂと下側カバー２１６Ｂとによって挟まれており、下側ネジ２１８によって下側カバー２１６Ｂとともに側面２１４ａｂに固定されている。つまり、基板３２Ｂの下部は、溝の側面２１４ａｂに突き当てられた状態で固定されている。このように、基板３２Ａ，３２Ｂの下部は、下側凹部２１４ａの側面２１４ａａ，２１４ａｂに接合されている。側面２１４ａａ，２１４ａｂは互いに平行となるように加工されている。それ故、基板３２Ａ，３２Ｂは、下部において互いに平行状態となるように保持される。

上側治具２２０は、上側スペーサ２２２、上側カバー２２４Ａ，２２４Ｂ、及び、上側ネジ２２６を含む。上側スペーサ２２２の下部には上側凹部（溝部）２２２ａが形成されている。上側凹部２２２ａの内側の両側面（側面２２２ａａ，２２２ａｂ）は平坦な面であり、互いに平行となるように加工されている。一方の側面２２２ａａには基板３２Ａの上部が接し、対向する側面２２２ａｂには基板３２Ｂの上部が接する。

基板３２Ａの上部は上側凹部２２２ａ内に挿入され、上側凹部２２２ａの一方の側面２２２ａａと上側カバー２２４Ａとによって挟まれており、上側ネジ２２６によって上側カバー２２４Ａとともに側面２２２ａａに固定されている。つまり、基板３２Ａの上部は、溝の側面２２２ａａに突き当てられた状態で固定されている。同様に、基板３２Ｂの上部は上側凹部２２２ａ内に挿入され、上側凹部２２２ａの他方の側面２２２ａｂと上側カバー２２４Ｂとによって挟まれており、上側ネジ２２６によって上側カバー２２４Ｂとともに側面２２２ａｂに固定されている。つまり、基板３２Ｂの上部は、溝の側面２２２ａｂに突き当てられた状態で固定されている。このように、基板３２Ａ，３２Ｂの上部は、上側凹部２２２ａの側面２２２ａａ，２２２ａｂに接合されている。

下側凹部２１４ａの溝幅Ｂ１（側面２１４ａａと側面２１４ａｂとの間の幅）と、上側凹部２２２ａの溝幅Ｂ２（側面２２２ａａと側面２２２ａｂとの間の幅）と、が等しくなるように、下側凹部２１４ａ及び上側凹部２２２ａが加工されている。それ故、下部において基板３２Ａ，３２Ｂが下側凹部２１４ａの側面２１４ａａ，２１４ａｂに突き当てられ、上部において基板３２Ａ，３２Ｂが上側凹部２２２ａの側面２２２ａａ，２２２ａｂに突き当てられることにより、基板３２Ａ，３２Ｂの平行状態を維持することが可能となる。なお、幅Ｂ１，Ｂ２は、一例として８〜１０ｍｍ程度である。

基板３２Ａ，３２Ｂの間には試料空間２３０が形成され、その試料空間２３０内に試料管２４が配置される。

上記の検出コイル用治具２００を用いることにより、基板３２Ａ，３２Ｂが互いに平行状態に維持される。これにより、基板３２Ａ，３２Ｂ上に形成された検出コイル３０Ａ，３０Ｂは互いに平行状態に維持される。

変形例２によると、変形例１と同様に、検出コイル３０Ａ，３０Ｂにシールド電流が発生した場合であっても、検出コイル３０Ａ，３０Ｂが互いに平行状態に保持されているので、シールド電流に起因する磁場を相殺する（打ち消し合う）ことが可能となる。これにより、試料空間の静磁場の不均一性を解消又は低減することが可能となる。

１０ＮＭＲ装置、１２静磁場発生装置、１４ＮＭＲプローブ、１６挿入部、１８基部、２８検出回路、３０，３０Ａ，３０Ｂ検出コイル、３２Ａ，３２Ｂ基板、４０検出コイル用治具、５０下側治具、５２ベース部材、５４下側スペーサ、５６Ａ，５６Ｂ下側カバー、５８下側ネジ、６０上側治具、６２上側スペーサ、６４Ａ，６４Ｂ上側カバー、６６上側ネジ、７０試料空間。

Claims

試料容器の両側に設けられた一対の基板と、
前記一対の基板を保持する保持部材と、
を含み、
個々の基板上には、第二種超伝導体からなり、試料からの磁気共鳴信号を検出する電気回路パターンが形成されており、
前記保持部材は、一対の電気回路パターンが互いに平行状態となるように、かつ、個々の電気回路パターンが静磁場の方向に対して所定角度傾斜するように、前記一対の基板を保持し、
前記所定角度は、ａｔａｎ（前記第二種超伝導体の下部臨界磁場強度Ｈ _ｃ１／静磁場Ｈ _０）である、
ことを特徴とする磁気共鳴信号検出モジュール。
請求項１に記載の磁気共鳴信号検出モジュールにおいて、
前記保持部材は、下側保持部材と上側保持部材とを有し、
前記下側保持部材は、斜め平行状態にある前記一対の基板の下部を保持し、
前記上側保持部材は、斜め平行状態にある前記一対の基板の上部を保持する、
ことを特徴とする磁気共鳴信号検出モジュール。
請求項１又は請求項２に記載の磁気共鳴信号検出モジュールにおいて、
前記所定角度は０．５〜３度である、
ことを特徴とする磁気共鳴信号検出モジュール。