JPH10307175A - Ｎｍｒスペクトロメータ用プローブヘッド - Google Patents
Ｎｍｒスペクトロメータ用プローブヘッドInfo
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- JPH10307175A JPH10307175A JP8353920A JP35392096A JPH10307175A JP H10307175 A JPH10307175 A JP H10307175A JP 8353920 A JP8353920 A JP 8353920A JP 35392096 A JP35392096 A JP 35392096A JP H10307175 A JPH10307175 A JP H10307175A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
-
- G—PHYSICS
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- G01R33/34015—Temperature-controlled RF coils
- G01R33/34023—Superconducting RF coils
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一次プロトン信号のみならず二次信号に対し
ても同様に向上した性能を示す、低温受信コイルへの使
用に適したプローブヘッドを提供する。 【解決手段】 超伝導ＮＭＲ磁石クライオスタットの室
温孔に使用され略室温の試料を検査するための核磁気共
鳴（ＮＭＲ）プローブヘッドであって、高周波（ＲＦ）
受信コイルと、該受信コイルに接続された受信コイル前
置増幅器と、少なくとも１つの追加のコイルと、前記高
周波受信コイル、受信コイル前置増幅器及び少なくとも
１つの追加のコイルに接続されて、該高周波受信コイ
ル、前置増幅器及び追加のコイルを低温に維持するため
の低温化手段とを備える。少なくとも１つの追加の前置
増幅器（１３）が前記追加のコイル（９）及び前記低温
化手段（１６）に接続され、該低温化手段（１６）は前
記追加の前置増幅器（１３）を低温に維持する。
ても同様に向上した性能を示す、低温受信コイルへの使
用に適したプローブヘッドを提供する。 【解決手段】 超伝導ＮＭＲ磁石クライオスタットの室
温孔に使用され略室温の試料を検査するための核磁気共
鳴（ＮＭＲ）プローブヘッドであって、高周波（ＲＦ）
受信コイルと、該受信コイルに接続された受信コイル前
置増幅器と、少なくとも１つの追加のコイルと、前記高
周波受信コイル、受信コイル前置増幅器及び少なくとも
１つの追加のコイルに接続されて、該高周波受信コイ
ル、前置増幅器及び追加のコイルを低温に維持するため
の低温化手段とを備える。少なくとも１つの追加の前置
増幅器（１３）が前記追加のコイル（９）及び前記低温
化手段（１６）に接続され、該低温化手段（１６）は前
記追加の前置増幅器（１３）を低温に維持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超伝導ＮＭＲ磁石ク
ライオスタットの室温孔に使用する核磁気共鳴（ＮＭ
Ｒ）プローブヘッドに関し、特に、高周波（ＲＦ）受信
コイルと、該受信コイルに接続された受信コイル前置増
幅器と、少なくとも１つの追加のコイルと、前記高周波
受信コイル、受信コイル前置増幅器及び少なくとも１つ
の追加のコイルに接続されて該高周波受信コイル、前置
増幅器及び追加のコイルを低温に維持するための低温化
手段とを備えた略室温の試料を検査するためのプローブ
ヘッドに関する。
ライオスタットの室温孔に使用する核磁気共鳴（ＮＭ
Ｒ）プローブヘッドに関し、特に、高周波（ＲＦ）受信
コイルと、該受信コイルに接続された受信コイル前置増
幅器と、少なくとも１つの追加のコイルと、前記高周波
受信コイル、受信コイル前置増幅器及び少なくとも１つ
の追加のコイルに接続されて該高周波受信コイル、前置
増幅器及び追加のコイルを低温に維持するための低温化
手段とを備えた略室温の試料を検査するためのプローブ
ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の低温プローブヘッドの構成は D
E 40 13 111 C2 により当該分野では公知である。DE 40
13 111 C2 は、室温の試料を有し、該試料から核磁気
信号を検出するための冷却された高周波受信コイルを有
するＮＭＲスペクトロメータに使用する高周波受信器の
構成を開示している。高周波受信コイルを冷却する手段
は、冷却したプレートとの熱伝導接触によって作用し、
そのために高周波受信コイルは真空中の試料の周囲に配
置される。DE 40 13 111 C2 は、高周波コイル信号の受
信に適した半導体前置増幅器またはミキサーをヘリウム
リターンガスで冷却するという有利な実施例を開示して
いる。DE 40 13 111 C2 の構成の目的は、低温冷却手段
の使用によって生じる充填比（fill factor）の妥協（c
ompromise）を最小にすると共に、良好な冷却作用を維
持しながらプローブヘッド内の冷却液の流れに関連して
生じる振動を減少させることによって、低温での信号対
雑音比（ＳＮ比）の向上を達成する高周波受信メカニズ
ムを生成することである。前置増幅器をさらに冷却する
ことによって、受信装置全体のＳＮ比を向上させること
ができる。
E 40 13 111 C2 により当該分野では公知である。DE 40
13 111 C2 は、室温の試料を有し、該試料から核磁気
信号を検出するための冷却された高周波受信コイルを有
するＮＭＲスペクトロメータに使用する高周波受信器の
構成を開示している。高周波受信コイルを冷却する手段
は、冷却したプレートとの熱伝導接触によって作用し、
そのために高周波受信コイルは真空中の試料の周囲に配
置される。DE 40 13 111 C2 は、高周波コイル信号の受
信に適した半導体前置増幅器またはミキサーをヘリウム
リターンガスで冷却するという有利な実施例を開示して
いる。DE 40 13 111 C2 の構成の目的は、低温冷却手段
の使用によって生じる充填比（fill factor）の妥協（c
ompromise）を最小にすると共に、良好な冷却作用を維
持しながらプローブヘッド内の冷却液の流れに関連して
生じる振動を減少させることによって、低温での信号対
雑音比（ＳＮ比）の向上を達成する高周波受信メカニズ
ムを生成することである。前置増幅器をさらに冷却する
ことによって、受信装置全体のＳＮ比を向上させること
ができる。
【０００３】さらに DE 40 13 111 C2 では、第１の受
信コイルの外側で且つその近傍に配置された第２の送信
コイルをヘリウムと同程度の温度に冷却して、該外側に
位置する暖かい高周波送信コイルと該内側に位置する冷
却された受信コイルとの間の放射カップリングによって
生じる熱損失を減少させる可能性を述べている。このよ
うにして、内側の受信コイルを使用する際のヘリウムの
必要性が減少され、外側の送信コイルは冷却により内側
のコイルに対して追加の放射シールドの機能を本質的に
果たす。
信コイルの外側で且つその近傍に配置された第２の送信
コイルをヘリウムと同程度の温度に冷却して、該外側に
位置する暖かい高周波送信コイルと該内側に位置する冷
却された受信コイルとの間の放射カップリングによって
生じる熱損失を減少させる可能性を述べている。このよ
うにして、内側の受信コイルを使用する際のヘリウムの
必要性が減少され、外側の送信コイルは冷却により内側
のコイルに対して追加の放射シールドの機能を本質的に
果たす。
【０００４】「ザ・ジャーナル・オブ・マグネティック
・レゾナンス６０（The Journal ofMagnetic Resonance
60）」３９７-４０４頁（１９８４年）には、受信コイ
ルとその前置増幅器の双方がクライオスタットに囲繞さ
れ、液体ヘリウムで冷却される冷却ＮＭＲプローブヘッ
ドが開示されている。この先行技術では試料の温度は室
温である。この配置によれば、もともと主に受信コイル
の抵抗及び暖かさによって生じる雑音を、コイルを極低
温に冷却することによりかなり減少させることができ、
感度の大幅な向上が達成される。この向上は一般に、コ
イル性能にマッチするよう設計された前置増幅器の性能
によっては制限されない。この先行技術では、４５ＭＨ
ｚで計測した炭素ー１３スペクトルは、同一の磁界強さ
で従来のプローブを凌ぐ向上した感度を示す。一般に、
この先行技術の構成によると２.５倍から４倍の向上が
達成される。この向上は大きいが、ヘリウム温度で予想
されるコイルのみの理論的雑音の減少による２５倍とい
う理論的向上よりは大幅に小さい。
・レゾナンス６０（The Journal ofMagnetic Resonance
60）」３９７-４０４頁（１９８４年）には、受信コイ
ルとその前置増幅器の双方がクライオスタットに囲繞さ
れ、液体ヘリウムで冷却される冷却ＮＭＲプローブヘッ
ドが開示されている。この先行技術では試料の温度は室
温である。この配置によれば、もともと主に受信コイル
の抵抗及び暖かさによって生じる雑音を、コイルを極低
温に冷却することによりかなり減少させることができ、
感度の大幅な向上が達成される。この向上は一般に、コ
イル性能にマッチするよう設計された前置増幅器の性能
によっては制限されない。この先行技術では、４５ＭＨ
ｚで計測した炭素ー１３スペクトルは、同一の磁界強さ
で従来のプローブを凌ぐ向上した感度を示す。一般に、
この先行技術の構成によると２.５倍から４倍の向上が
達成される。この向上は大きいが、ヘリウム温度で予想
されるコイルのみの理論的雑音の減少による２５倍とい
う理論的向上よりは大幅に小さい。
【０００５】「ザ・ジャーナル・オブ・マグネティック
・レゾナンス８４（The Journal ofMagnetic Resonance
84）」３７６-３７８頁（１９８９年）には、高分解能
ＮＭＲ用の改良された極低温に冷却されたプローブヘッ
ドが開示されている。この先行技術によれば、著者ら
は、浴クライオスタットではなく連続流クライオスタッ
トによってＮＭＲコイルを液体ヘリウム温度まで冷却す
る。その結果、プローブヘッドのサイズが縮小して、従
来のプローブと同様の大きさになる。このようにして、
プローブヘッドの充填比は向上し、原則的に理論的最高
値に近い結果を達成することができる。この先行技術に
おいて、前置増幅器は液体ヘリウム温度までは冷却され
ず、液体ヘリウムクライオスタットの外部に配置され、
液体窒素浴中で冷却される。
・レゾナンス８４（The Journal ofMagnetic Resonance
84）」３７６-３７８頁（１９８９年）には、高分解能
ＮＭＲ用の改良された極低温に冷却されたプローブヘッ
ドが開示されている。この先行技術によれば、著者ら
は、浴クライオスタットではなく連続流クライオスタッ
トによってＮＭＲコイルを液体ヘリウム温度まで冷却す
る。その結果、プローブヘッドのサイズが縮小して、従
来のプローブと同様の大きさになる。このようにして、
プローブヘッドの充填比は向上し、原則的に理論的最高
値に近い結果を達成することができる。この先行技術に
おいて、前置増幅器は液体ヘリウム温度までは冷却され
ず、液体ヘリウムクライオスタットの外部に配置され、
液体窒素浴中で冷却される。
【０００６】雑誌「超伝導ニュース（Superconductivit
y News）」第７巻、第１８号、１９９５年、２頁には、
ブルカー・インスツルメンツ・インコーポレーテッド
（Bruker Instruments Incorporated）（アメリカ合衆
国、マサチューセッツ州、ビレリカ）が１９９５年にマ
サチューセッツ州、ボストンのＥＮＣ会議で行った発表
を報告しており、これによれば、ロックを含む、５mm1
Ｈのプローブを備え、高分解能試料に対して２０゜Ｋ以
下で作動する極低温プローブヘッドが紹介されている。
試料自体は室温の液体である。報告された装置は、１５
ＭＨｚ５４ｍｍの磁石の標準孔に嵌入する集積回路から
なる冷却された前置増幅器を有することを特徴とし、ま
た、ＳＮ比は約３倍の向上を示す。
y News）」第７巻、第１８号、１９９５年、２頁には、
ブルカー・インスツルメンツ・インコーポレーテッド
（Bruker Instruments Incorporated）（アメリカ合衆
国、マサチューセッツ州、ビレリカ）が１９９５年にマ
サチューセッツ州、ボストンのＥＮＣ会議で行った発表
を報告しており、これによれば、ロックを含む、５mm1
Ｈのプローブを備え、高分解能試料に対して２０゜Ｋ以
下で作動する極低温プローブヘッドが紹介されている。
試料自体は室温の液体である。報告された装置は、１５
ＭＨｚ５４ｍｍの磁石の標準孔に嵌入する集積回路から
なる冷却された前置増幅器を有することを特徴とし、ま
た、ＳＮ比は約３倍の向上を示す。
【０００７】「ザＮＭＲニューズレター（The NMR News
letter）」カリフォルニア州パロアルト、編集長ビー・
エル・シャピロ博士、１９９５年３月２０日号には、ヴ
ァリアン・アソシエーツＩＮＣ．（Varian Associates
INC.）が、流体ヘリウムを使用して２５゜Ｋまで冷却し
たコイルを利用した超伝導高分解能プローブヘッドであ
って、従来のプローブヘッドで達成したＳＮ比の約３倍
の向上を達成したプローブヘッドを報告している。液体
窒素温度まで冷却された前置増幅器が、検出信号を増幅
するために高周波受信コイルに接続される。
letter）」カリフォルニア州パロアルト、編集長ビー・
エル・シャピロ博士、１９９５年３月２０日号には、ヴ
ァリアン・アソシエーツＩＮＣ．（Varian Associates
INC.）が、流体ヘリウムを使用して２５゜Ｋまで冷却し
たコイルを利用した超伝導高分解能プローブヘッドであ
って、従来のプローブヘッドで達成したＳＮ比の約３倍
の向上を達成したプローブヘッドを報告している。液体
窒素温度まで冷却された前置増幅器が、検出信号を増幅
するために高周波受信コイルに接続される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】先行技術の低温プロー
ブヘッドの上述した特徴及び特性に鑑みて、本発明の目
的は、一次プロトン信号のみならず二次信号に対しても
同様に向上した性能を示す、低温受信コイルへの使用に
適したプローブヘッドを提供することである。
ブヘッドの上述した特徴及び特性に鑑みて、本発明の目
的は、一次プロトン信号のみならず二次信号に対しても
同様に向上した性能を示す、低温受信コイルへの使用に
適したプローブヘッドを提供することである。
【０００９】
【課題を解決する手段】上記目的を達成するために本発
明は、超伝導ＮＭＲ磁石クライオスタットの室温孔に使
用され略室温の試料を検査するための核磁気共鳴（ＮＭ
Ｒ）プローブヘッドであって、高周波（ＲＦ）受信コイ
ルと、該受信コイルに接続された受信コイル前置増幅器
と、少なくとも１つの追加のコイルと、前記高周波受信
コイル、受信コイル前置増幅器及び少なくとも１つの追
加のコイルに接続されて、該高周波受信コイル、前置増
幅器及び追加のコイルを低温に維持するための低温化手
段とを備えたプローブヘッドにおいて、少なくとも１つ
の追加の前置増幅器（１３）が前記追加のコイル（９）
及び前記低温化手段（１６）に接続され、該低温化手段
（１６）は前記追加の前置増幅器（１３）を低温に維持
することを特徴とするプローブヘッドを提供する。
明は、超伝導ＮＭＲ磁石クライオスタットの室温孔に使
用され略室温の試料を検査するための核磁気共鳴（ＮＭ
Ｒ）プローブヘッドであって、高周波（ＲＦ）受信コイ
ルと、該受信コイルに接続された受信コイル前置増幅器
と、少なくとも１つの追加のコイルと、前記高周波受信
コイル、受信コイル前置増幅器及び少なくとも１つの追
加のコイルに接続されて、該高周波受信コイル、前置増
幅器及び追加のコイルを低温に維持するための低温化手
段とを備えたプローブヘッドにおいて、少なくとも１つ
の追加の前置増幅器（１３）が前記追加のコイル（９）
及び前記低温化手段（１６）に接続され、該低温化手段
（１６）は前記追加の前置増幅器（１３）を低温に維持
することを特徴とするプローブヘッドを提供する。
【００１０】ＮＭＲ検出装置のＳＮ比は、主にＮＭＲ受
信コイルの感度及び温度によって、次に前置増幅器の雑
音指数（または雑音温度）によって、最後に検出装置の
その他の構成部品のノイズによって決定される。ここで
使用される「雑音レベル」という用語は周波数領域にお
ける雑音レベルを指す。極低温に冷却されていない受信
コイルは通常、冷却されていない前置増幅器よりも雑音
レベルが高いため、受信コイルが検出装置全体のＳＮ比
を規定し、前置増幅器を極低温まで冷却する必要はな
い。しかし、受信コイルを極低温まで冷却すると、その
雑音レベルは低下して、前置増幅器の雑音レベルが検出
装置全体のＳＮ比を規定する。本発明によれば、検出装
置全体のＳＮ比は、主となる受信コイル及び追加のコイ
ルに電気的に接続された前置増幅器用に低温冷却手段を
設けることによって向上する。
信コイルの感度及び温度によって、次に前置増幅器の雑
音指数（または雑音温度）によって、最後に検出装置の
その他の構成部品のノイズによって決定される。ここで
使用される「雑音レベル」という用語は周波数領域にお
ける雑音レベルを指す。極低温に冷却されていない受信
コイルは通常、冷却されていない前置増幅器よりも雑音
レベルが高いため、受信コイルが検出装置全体のＳＮ比
を規定し、前置増幅器を極低温まで冷却する必要はな
い。しかし、受信コイルを極低温まで冷却すると、その
雑音レベルは低下して、前置増幅器の雑音レベルが検出
装置全体のＳＮ比を規定する。本発明によれば、検出装
置全体のＳＮ比は、主となる受信コイル及び追加のコイ
ルに電気的に接続された前置増幅器用に低温冷却手段を
設けることによって向上する。
【００１１】この向上した性能によって、追加のコイル
の当初意図した目的の性能が向上するのはもとより、該
追加のコイルの汎用性および用途を大幅に広げることが
可能となる。先行技術、特に DE 40 13 111 に関連する
先行技術と比較して、追加のコイルの冷却を内側の高感
度コイルに対して放射シールドを設けるために行うだけ
でなく、本発明の冷却された追加のコイル前置増幅器と
協働して、追加の受信装置の全体的ＳＮ比を向上するた
めにも利用し、このようにして従来不可能であった用途
にも使用することが可能になった。
の当初意図した目的の性能が向上するのはもとより、該
追加のコイルの汎用性および用途を大幅に広げることが
可能となる。先行技術、特に DE 40 13 111 に関連する
先行技術と比較して、追加のコイルの冷却を内側の高感
度コイルに対して放射シールドを設けるために行うだけ
でなく、本発明の冷却された追加のコイル前置増幅器と
協働して、追加の受信装置の全体的ＳＮ比を向上するた
めにも利用し、このようにして従来不可能であった用途
にも使用することが可能になった。
【００１２】特に好ましい実施例によれば、追加の前置
増幅器はロック信号を前置増幅するように構成される。
この構成は、ロック信号の雑音が大幅に減少して静磁場
がより安定化し、及び／または必要なロック物質を減少
することができるという利点を有する。
増幅器はロック信号を前置増幅するように構成される。
この構成は、ロック信号の雑音が大幅に減少して静磁場
がより安定化し、及び／または必要なロック物質を減少
することができるという利点を有する。
【００１３】別の実施例によれば、低温化手段は、受信
コイル及び追加のコイルを冷却するための液体ヘリウム
手段と、受信コイル前置増幅器及び追加のコイル前置増
幅器を冷却するための液体窒素手段及び／または蒸発ヘ
リウムガス手段とを備える。この構成は、極めて低い温
度を利用して受信コイル及び追加のコイルによる実質的
な雑音寄与率を減少することができる一方、液体窒素及
び／または蒸発ヘリウムガスを使用する安価でより簡単
な冷却手段を前置増幅器の雑音を減少するために利用す
ることができるという利点を有する。このようにして液
体ヘリウムの使用量が減少して、ＳＮ比を実質的に犠牲
にすることなく前置増幅器への向上したアクセスが保証
される。
コイル及び追加のコイルを冷却するための液体ヘリウム
手段と、受信コイル前置増幅器及び追加のコイル前置増
幅器を冷却するための液体窒素手段及び／または蒸発ヘ
リウムガス手段とを備える。この構成は、極めて低い温
度を利用して受信コイル及び追加のコイルによる実質的
な雑音寄与率を減少することができる一方、液体窒素及
び／または蒸発ヘリウムガスを使用する安価でより簡単
な冷却手段を前置増幅器の雑音を減少するために利用す
ることができるという利点を有する。このようにして液
体ヘリウムの使用量が減少して、ＳＮ比を実質的に犠牲
にすることなく前置増幅器への向上したアクセスが保証
される。
【００１４】本発明の１つの実施例によれば、前記液体
窒素手段及び／または蒸発ヘリウムガス手段はコイルフ
ィルタ及び／または送信／受信スイッチを冷却するよう
に構成される。この構成は、他の装置構成部品から装置
への雑音寄与率をさらに低減するという利点を有する。
窒素手段及び／または蒸発ヘリウムガス手段はコイルフ
ィルタ及び／または送信／受信スイッチを冷却するよう
に構成される。この構成は、他の装置構成部品から装置
への雑音寄与率をさらに低減するという利点を有する。
【００１５】さらに特に好ましい実施例によれば、複数
の追加の前置増幅器が設けられ、該各追加の前置増幅器
は特定の共鳴周波数を有するＮＭＲ信号を前置増幅す
る。この構成は、従来の専用プローブヘッドのＳＮ比に
比肩する、またはこれを凌ぐ、向上したＳＮ比を示す単
一のプローブヘッド内に複数の信号チャネルを同時に設
けることができるという利点を有する。これによって、
プローブヘッドを交換することなく、種々の周波数で異
なる核スピンについての追加の実験を行うことができ
る。
の追加の前置増幅器が設けられ、該各追加の前置増幅器
は特定の共鳴周波数を有するＮＭＲ信号を前置増幅す
る。この構成は、従来の専用プローブヘッドのＳＮ比に
比肩する、またはこれを凌ぐ、向上したＳＮ比を示す単
一のプローブヘッド内に複数の信号チャネルを同時に設
けることができるという利点を有する。これによって、
プローブヘッドを交換することなく、種々の周波数で異
なる核スピンについての追加の実験を行うことができ
る。
【００１６】従って、１つの追加のコイルを複数の追加
の前置増幅器に同時にまたは連続して接続しマッチング
させることができ、これらの追加の前置増幅器を追加の
核スピンの一つ以上の適切な共鳴周波数に応答させるよ
うに追加のコイルと共に同調させることができる。この
ようにして、追加のコイルを複数の異なる核スピンの測
定に最適且つ可変な方法で使用することができる。
の前置増幅器に同時にまたは連続して接続しマッチング
させることができ、これらの追加の前置増幅器を追加の
核スピンの一つ以上の適切な共鳴周波数に応答させるよ
うに追加のコイルと共に同調させることができる。この
ようにして、追加のコイルを複数の異なる核スピンの測
定に最適且つ可変な方法で使用することができる。
【００１７】追加のコイルが試料からさらに遠い位置に
あり従って受信コイルに比較して感度が低いという事実
による感度の低下は、追加のコイル及び前置増幅器を冷
却すると共に、前置増幅器を追加のコイルの近傍に配置
することにより補償することができる。
あり従って受信コイルに比較して感度が低いという事実
による感度の低下は、追加のコイル及び前置増幅器を冷
却すると共に、前置増幅器を追加のコイルの近傍に配置
することにより補償することができる。
【００１８】この後者の実施例の更なる改良によれば、
前記追加の前置増幅器は2Ｈ，13Ｃ，15Ｐ及び／または1
5Ｎ信号を前置増幅するように構成される。この改良
は、ロックに使用される重水素信号またはＮＭＲの使用
に際し頻繁に使われる炭素１３、燐３１または窒素１５
からの信号を、従来の専用プローブヘッドのＳＮ比に相
当する、またはこれを凌ぐ、向上したＳＮ比で、本発明
のプローブヘッド構成を使用して測定することができる
という利点を有する。このようにして、これらの追加の
核の測定を、プローブヘッドを交換する必要なく実施で
き、より良い品質結果をもたらすことができる。
前記追加の前置増幅器は2Ｈ，13Ｃ，15Ｐ及び／または1
5Ｎ信号を前置増幅するように構成される。この改良
は、ロックに使用される重水素信号またはＮＭＲの使用
に際し頻繁に使われる炭素１３、燐３１または窒素１５
からの信号を、従来の専用プローブヘッドのＳＮ比に相
当する、またはこれを凌ぐ、向上したＳＮ比で、本発明
のプローブヘッド構成を使用して測定することができる
という利点を有する。このようにして、これらの追加の
核の測定を、プローブヘッドを交換する必要なく実施で
き、より良い品質結果をもたらすことができる。
【００１９】本発明の別の実施例によれば、積層モジュ
ールが受信コイル前置増幅器及び追加のコイル前置増幅
器を積層するために設けられる。この構成は、効果的な
方法で容易に冷却できる前置増幅器のコンパクトな構成
が達成されるという利点を有する。
ールが受信コイル前置増幅器及び追加のコイル前置増幅
器を積層するために設けられる。この構成は、効果的な
方法で容易に冷却できる前置増幅器のコンパクトな構成
が達成されるという利点を有する。
【００２０】この実施例の改良によれば、前記積層モジ
ュールは受信コイル前置増幅器及び追加のコイル前置増
幅器との熱接触が良好な銅またはアルミニウムブロック
を備える。この構成は、極低温液体の冷却能力を効果的
に利用するようにして前置増幅器の良好な熱接触及び冷
却が保証されるという利点を有する。
ュールは受信コイル前置増幅器及び追加のコイル前置増
幅器との熱接触が良好な銅またはアルミニウムブロック
を備える。この構成は、極低温液体の冷却能力を効果的
に利用するようにして前置増幅器の良好な熱接触及び冷
却が保証されるという利点を有する。
【００２１】本発明の好ましい実施例によれば、前記受
信コイル及び／または前記少なくとも１つの追加のコイ
ルは送信コイルとしても機能し、さらに、前記受信コイ
ル及び／または前記追加のコイルを前記受信コイル前置
増幅器及び／または前記追加のコイル前置増幅器から切
り離すと共に、前記受信コイルを送信器に、及び／また
は前記追加のコイルを追加のコイル送信器に接続するた
めの送信スイッチ手段が設けられる。
信コイル及び／または前記少なくとも１つの追加のコイ
ルは送信コイルとしても機能し、さらに、前記受信コイ
ル及び／または前記追加のコイルを前記受信コイル前置
増幅器及び／または前記追加のコイル前置増幅器から切
り離すと共に、前記受信コイルを送信器に、及び／また
は前記追加のコイルを追加のコイル送信器に接続するた
めの送信スイッチ手段が設けられる。
【００２２】これにより、試料の近傍にあり、従って最
高性能を発揮するための良好な条件を有するコイルを使
用して、受信モードで最適なＳＮ比が得られるばかりで
なく、送信モードで最高度の効果を得ることができる。
高性能を発揮するための良好な条件を有するコイルを使
用して、受信モードで最適なＳＮ比が得られるばかりで
なく、送信モードで最高度の効果を得ることができる。
【００２３】本発明の更に別の実施例によれば、プロー
ブヘッドは２つのコイル、即ち、適当な幾何学的配置に
よって互いにデカップリングされた受信コイル及び追加
のコイルを有し、該受信コイルは該追加のコイルに対し
て直角の位置にある。これにより、信号カップリングを
約４０ｄＢ低下させることができる。この構成は、双方
のコイルが相互に強く干渉することなく互いに近接した
波長に同調させることができるという利点を有する。双
方のコイルは受信及び送信に使用することができる。
ブヘッドは２つのコイル、即ち、適当な幾何学的配置に
よって互いにデカップリングされた受信コイル及び追加
のコイルを有し、該受信コイルは該追加のコイルに対し
て直角の位置にある。これにより、信号カップリングを
約４０ｄＢ低下させることができる。この構成は、双方
のコイルが相互に強く干渉することなく互いに近接した
波長に同調させることができるという利点を有する。双
方のコイルは受信及び送信に使用することができる。
【００２４】本発明によれば、受信コイル及び追加のコ
イルは複数の波長に同調させることができ、複数の前置
増幅器に接続することができる。この種の構成は受信コ
イル、追加のコイル、またはその双方に適用して多数の
構成が可能である。受信コイルに適用可能な構成として
は、このコイルを1Ｈ信号及び2Ｈ信号の双方に同調させ
ると共に、２つの前置増幅器に恒久的に接続することが
できる。
イルは複数の波長に同調させることができ、複数の前置
増幅器に接続することができる。この種の構成は受信コ
イル、追加のコイル、またはその双方に適用して多数の
構成が可能である。受信コイルに適用可能な構成として
は、このコイルを1Ｈ信号及び2Ｈ信号の双方に同調させ
ると共に、２つの前置増幅器に恒久的に接続することが
できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
をさらに詳細に述べる。上述の特徴及び下記に詳述する
特徴は、記載された対応する組合せでのみ使用されるの
ではなく、本発明の範囲から逸脱せずに他の組合せで或
いは個々に使用することができる。
をさらに詳細に述べる。上述の特徴及び下記に詳述する
特徴は、記載された対応する組合せでのみ使用されるの
ではなく、本発明の範囲から逸脱せずに他の組合せで或
いは個々に使用することができる。
【００２６】図１に、本発明のＮＭＲプローブヘッド１
の第１の実施例を示す。プローブヘッド１は、1Ｈ送信
器２からプロトン核スピンを励起するための高周波励起
信号を受信する。この1Ｈ送信器２によって発生される
高周波信号は、1Ｈ送信フィルタ３に供給され、一体型
のプローブヘッド１内への送信に適するべく処理され
る。1Ｈ送信フィルタ３からの信号はプローブヘッド１
に入ると1Ｈ送信／受信スイッチ４に入る。1Ｈ送信／受
信スイッチ４は、1Ｈ送信器２からの信号をプローブヘ
ッド１に送信するときに送信モード（位置Ａ）に切り換
えられる。
の第１の実施例を示す。プローブヘッド１は、1Ｈ送信
器２からプロトン核スピンを励起するための高周波励起
信号を受信する。この1Ｈ送信器２によって発生される
高周波信号は、1Ｈ送信フィルタ３に供給され、一体型
のプローブヘッド１内への送信に適するべく処理され
る。1Ｈ送信フィルタ３からの信号はプローブヘッド１
に入ると1Ｈ送信／受信スイッチ４に入る。1Ｈ送信／受
信スイッチ４は、1Ｈ送信器２からの信号をプローブヘ
ッド１に送信するときに送信モード（位置Ａ）に切り換
えられる。
【００２７】信号は1Ｈ送信／受信スイッチ４を通った
後、1Ｈコイルフィルタ５により1Ｈコイル６に同調・マ
ッチングされる。1Ｈコイル６は、真空をアイソレータ
として使用するコイル６及び９から断熱された室温であ
る図１に示していない試料３０を囲繞している。1Ｈ送
信器２、1Ｈ送信フィルタ３、1Ｈ送信／受信スイッチ
４、1Ｈコイルフィルタ５及び1Ｈコイル６は試料３０中
のプロトンを励起するように構成されている。試料３０
中の緩和プロトンスピンから生じる核磁気共鳴信号は1
Ｈコイル６によって検出され、再び1Ｈコイルフィルタ
５を通って1Ｈ送信／受信スイッチ４に入る。受信モー
ド（位置Ｂ）では、1Ｈ送信／受信スイッチ４は、1Ｈコ
イルフィルタ５からの信号を1Ｈ前置増幅器フィルタ７
に送るように切り換えられる。1Ｈ前置増幅器フィルタ
７は、フィルタリング及びインピーダンス整合のために
使用され、信号を最適化された方法で1Ｈ前置増幅器８
に送信する。
後、1Ｈコイルフィルタ５により1Ｈコイル６に同調・マ
ッチングされる。1Ｈコイル６は、真空をアイソレータ
として使用するコイル６及び９から断熱された室温であ
る図１に示していない試料３０を囲繞している。1Ｈ送
信器２、1Ｈ送信フィルタ３、1Ｈ送信／受信スイッチ
４、1Ｈコイルフィルタ５及び1Ｈコイル６は試料３０中
のプロトンを励起するように構成されている。試料３０
中の緩和プロトンスピンから生じる核磁気共鳴信号は1
Ｈコイル６によって検出され、再び1Ｈコイルフィルタ
５を通って1Ｈ送信／受信スイッチ４に入る。受信モー
ド（位置Ｂ）では、1Ｈ送信／受信スイッチ４は、1Ｈコ
イルフィルタ５からの信号を1Ｈ前置増幅器フィルタ７
に送るように切り換えられる。1Ｈ前置増幅器フィルタ
７は、フィルタリング及びインピーダンス整合のために
使用され、信号を最適化された方法で1Ｈ前置増幅器８
に送信する。
【００２８】図１の1Ｈコイル６を2Ｈコイル９が囲繞す
る。この2Ｈコイル９は、ロッキングをモニターするた
めの重水素信号を検出すると共に、安定したＮＭＲスペ
クトルを達成するために磁場を安定化するために用い
る。2Ｈコイル９によって検出された信号は、2Ｈコイル
フィルタ１０及び2Ｈ送信／受信スイッチ１１を介し
て、2Ｈ前置増幅器フィルタ１２に、最終的に2Ｈ前置増
幅器１３に送られる。受信モードでは2Ｈ送信／受信ス
イッチ１１は位置Ｂにあり、2Ｈコイルフィルタ１０か
らの2Ｈ信号を2Ｈ前置増幅器フィルタ１２に送るように
設定される。送信モードでは、2Ｈ送信／受信スイッチ
１１は位置Ａにあり、2Ｈ送信器１４からの信号を受け
入れるために2Ｈ送信フィルタ１５側に切り換えられ
る。このモードでは2Ｈ送信器１４から生じる2Ｈ励起信
号は、2Ｈ送信／受信スイッチ１１によって2Ｈコイル９
に送られ試料領域内の2Ｈロック物質を励起する。
る。この2Ｈコイル９は、ロッキングをモニターするた
めの重水素信号を検出すると共に、安定したＮＭＲスペ
クトルを達成するために磁場を安定化するために用い
る。2Ｈコイル９によって検出された信号は、2Ｈコイル
フィルタ１０及び2Ｈ送信／受信スイッチ１１を介し
て、2Ｈ前置増幅器フィルタ１２に、最終的に2Ｈ前置増
幅器１３に送られる。受信モードでは2Ｈ送信／受信ス
イッチ１１は位置Ｂにあり、2Ｈコイルフィルタ１０か
らの2Ｈ信号を2Ｈ前置増幅器フィルタ１２に送るように
設定される。送信モードでは、2Ｈ送信／受信スイッチ
１１は位置Ａにあり、2Ｈ送信器１４からの信号を受け
入れるために2Ｈ送信フィルタ１５側に切り換えられ
る。このモードでは2Ｈ送信器１４から生じる2Ｈ励起信
号は、2Ｈ送信／受信スイッチ１１によって2Ｈコイル９
に送られ試料領域内の2Ｈロック物質を励起する。
【００２９】図２は、図１に類似した本発明の実施例を
示す。図２における参照符号は図１と同一であり、同一
要素に対応している。しかし図２の実施例には追加の要
素がある。この実施例は複数のコイルフィルタ１０、１
０’、１０”を備える。追加のコイルフィルタ１０’
は、15Ｎの周波数に対応する共鳴周波数を検出して通過
させるように構成された15Ｎコイルフィルタであっても
よい。15Ｎコイルフィルタ１０’を通過した15Ｎ信号
は、15Ｎ送信／受信スイッチ１１’を通って供給され
る。検出モードでは、15Ｎ送信／受信スイッチ１１’
は、15Ｎコイルフィルタ１０’を通過した15Ｎからの検
出信号を15Ｎ前置増幅器フィルタ１２’に送信するよう
に設定される。15Ｎ前置増幅器フィルタ１２’は、該15
Ｎ信号に対応する周波数を通過して15Ｎ前置増幅器１
３’に送るように同調される。
示す。図２における参照符号は図１と同一であり、同一
要素に対応している。しかし図２の実施例には追加の要
素がある。この実施例は複数のコイルフィルタ１０、１
０’、１０”を備える。追加のコイルフィルタ１０’
は、15Ｎの周波数に対応する共鳴周波数を検出して通過
させるように構成された15Ｎコイルフィルタであっても
よい。15Ｎコイルフィルタ１０’を通過した15Ｎ信号
は、15Ｎ送信／受信スイッチ１１’を通って供給され
る。検出モードでは、15Ｎ送信／受信スイッチ１１’
は、15Ｎコイルフィルタ１０’を通過した15Ｎからの検
出信号を15Ｎ前置増幅器フィルタ１２’に送信するよう
に設定される。15Ｎ前置増幅器フィルタ１２’は、該15
Ｎ信号に対応する周波数を通過して15Ｎ前置増幅器１
３’に送るように同調される。
【００３０】同様に、図２は13Ｃに使用することができ
る追加のチャネルをも示す。13Ｃコイルフィルタ１０”
は、試料３０からの13Ｃ信号を通過して、適切に同調さ
れた13Ｃ送信／受信スイッチ１１”を介して13Ｃ前置増
幅器フィルタ１２”に送るように構成される。斯く送ら
れた13Ｃ信号は13Ｃ前置増幅器１３”に供給される。
る追加のチャネルをも示す。13Ｃコイルフィルタ１０”
は、試料３０からの13Ｃ信号を通過して、適切に同調さ
れた13Ｃ送信／受信スイッチ１１”を介して13Ｃ前置増
幅器フィルタ１２”に送るように構成される。斯く送ら
れた13Ｃ信号は13Ｃ前置増幅器１３”に供給される。
【００３１】図２の実施例においては、単一の追加のコ
イル９が、励起及び試料３０からの信号受信のために設
けられている。励起モードまたは送信モードでは、15Ｎ
励起高周波（RF）が15Ｎ送信器１４’内に発生され、15
Ｎ送信／受信スイッチ１１’に入る前に15Ｎ送信フィル
タ１５’に供給される。送信モードでは、15Ｎ送信／受
信スイッチ１１’は、15Ｎ送信器１４’からの15Ｎ信号
を15Ｎコイルフィルタ１０’に送るように設定される。
イル９が、励起及び試料３０からの信号受信のために設
けられている。励起モードまたは送信モードでは、15Ｎ
励起高周波（RF）が15Ｎ送信器１４’内に発生され、15
Ｎ送信／受信スイッチ１１’に入る前に15Ｎ送信フィル
タ１５’に供給される。送信モードでは、15Ｎ送信／受
信スイッチ１１’は、15Ｎ送信器１４’からの15Ｎ信号
を15Ｎコイルフィルタ１０’に送るように設定される。
【００３２】図２の実施例はまた、13Ｃ信号用の追加の
チャネルをも備え、13Ｃ信号は13Ｃ送信器１４”内で発
生され、13Ｃ送信フィルタ１５”を通り、追加の送信／
受信コイル９へのアクセスを得る前に13Ｃ送信／受信ス
イッチ１１”を介して13Ｃコイルフィルタ１０”に送ら
れる。
チャネルをも備え、13Ｃ信号は13Ｃ送信器１４”内で発
生され、13Ｃ送信フィルタ１５”を通り、追加の送信／
受信コイル９へのアクセスを得る前に13Ｃ送信／受信ス
イッチ１１”を介して13Ｃコイルフィルタ１０”に送ら
れる。
【００３３】図３（ａ）は、本発明のプローブヘッド２
１の一部を切断した断面図である。図３（ａ）のプロー
ブヘッド２１は上側プローブヘッド部２２及び下側プロ
ーブヘッド部２３を有する。プローブヘッド２１を超伝
導磁石２０が囲繞する。液体窒素（ＬＮ２）槽２４が下
側プローブヘッド部２３内に配置される。液体窒素槽２
４と熱接触して積層モジュール２５が設けられ、該積層
モジュール２５は銅プレート２６及び銅ブロック２７を
備える。銅プレート２６及び銅ブロック２７は、1Ｈ前
置増幅器２８、2Ｈ前置増幅器２８’及び13Ｃ前置増幅
器２８”との熱接触を良好にするために用いられる。
１の一部を切断した断面図である。図３（ａ）のプロー
ブヘッド２１は上側プローブヘッド部２２及び下側プロ
ーブヘッド部２３を有する。プローブヘッド２１を超伝
導磁石２０が囲繞する。液体窒素（ＬＮ２）槽２４が下
側プローブヘッド部２３内に配置される。液体窒素槽２
４と熱接触して積層モジュール２５が設けられ、該積層
モジュール２５は銅プレート２６及び銅ブロック２７を
備える。銅プレート２６及び銅ブロック２７は、1Ｈ前
置増幅器２８、2Ｈ前置増幅器２８’及び13Ｃ前置増幅
器２８”との熱接触を良好にするために用いられる。
【００３４】図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したＣ−Ｃ
に沿って切断した断面を示す平面図である。図３（ｂ）
の断面において、上側プローブヘッドケーシング２２は
下側プローブヘッド輪郭２３及び積層モジュール２５と
同様に目で見ることができる。積層モジュール２５は、
図３（ａ）及び３（ｂ）の実施例においてプローブヘッ
ド２１の側方位置に配置される。
に沿って切断した断面を示す平面図である。図３（ｂ）
の断面において、上側プローブヘッドケーシング２２は
下側プローブヘッド輪郭２３及び積層モジュール２５と
同様に目で見ることができる。積層モジュール２５は、
図３（ａ）及び３（ｂ）の実施例においてプローブヘッ
ド２１の側方位置に配置される。
【００３５】冷却される前置増幅器の構成の具体的な実
施例を図４に示す。この実施例において銅製支持プレー
ト４０は前置増幅器４１の基体の役割を果たす。
施例を図４に示す。この実施例において銅製支持プレー
ト４０は前置増幅器４１の基体の役割を果たす。
【００３６】前置増幅器４１は、両面に銅コーティング
４３を施されたプリント回路４５上に取り付けられた電
子構成部品４４を備える。プリント回路４５の下側コー
ティング４３は銅製支持プレート４０にはんだ付けされ
て、これら２つの物体間に良好な熱接触４２を生じせし
めるようにされている。
４３を施されたプリント回路４５上に取り付けられた電
子構成部品４４を備える。プリント回路４５の下側コー
ティング４３は銅製支持プレート４０にはんだ付けされ
て、これら２つの物体間に良好な熱接触４２を生じせし
めるようにされている。
【００３７】支持プレート４０は極低温まで冷却され、
前置増幅器は支持プレート４０との熱接触が良好である
ため、前置増幅器も極低温度に達する。
前置増幅器は支持プレート４０との熱接触が良好である
ため、前置増幅器も極低温度に達する。
【００３８】図５は、下側プローブヘッド部２３に組み
込まれた本発明の低温化手段１６を示す。図５の実施例
において、低温化手段１６は、受信コイル６及び追加の
コイル９を含む領域に接続された液体ヘリウム手段１８
を有する。液体ヘリウム手段１８は、受信コイル６及び
追加のコイル９を液体ヘリウムの温度に近い温度にまで
冷却するようにされている。こうすることにより、液体
ヘリウムは蒸発してヘリウムガスになり、コイルフィル
タ５、１０、１０’及び１０”を冷却するために使用さ
れる。
込まれた本発明の低温化手段１６を示す。図５の実施例
において、低温化手段１６は、受信コイル６及び追加の
コイル９を含む領域に接続された液体ヘリウム手段１８
を有する。液体ヘリウム手段１８は、受信コイル６及び
追加のコイル９を液体ヘリウムの温度に近い温度にまで
冷却するようにされている。こうすることにより、液体
ヘリウムは蒸発してヘリウムガスになり、コイルフィル
タ５、１０、１０’及び１０”を冷却するために使用さ
れる。
【００３９】低温化手段１６はさらに、液体窒素槽２４
に接続された液体窒素手段１９を有し、液体窒素槽２４
は銅プレート２６を介して前置増幅器８、１３、１３’
及び１３”を含む積層モジュール２５に熱接続されてい
る。このようにして、これらの前置増幅器を液体窒素の
温度に近い温度にまで冷却する。
に接続された液体窒素手段１９を有し、液体窒素槽２４
は銅プレート２６を介して前置増幅器８、１３、１３’
及び１３”を含む積層モジュール２５に熱接続されてい
る。このようにして、これらの前置増幅器を液体窒素の
温度に近い温度にまで冷却する。
【００４０】この実施例においては液体ヘリウム手段１
８はコイル６及び９に接続され、液体窒素手段１９は前
置増幅器８、１３、１３’及び１３”に接続されるが、
他の実施例も可能であり、例えば、液体ヘリウム手段１
８を前置増幅器８、１３、１３’、１３”の一つ以上に
も接続したり、プローブヘッド２１に発生するかまたは
液体ヘリウム手段１８から来る蒸発ヘリウムガスを前置
増幅器８、１３、１３’及び１３”の一つ以上を介して
流れるようにしてこれらを冷却することが可能である。
８はコイル６及び９に接続され、液体窒素手段１９は前
置増幅器８、１３、１３’及び１３”に接続されるが、
他の実施例も可能であり、例えば、液体ヘリウム手段１
８を前置増幅器８、１３、１３’、１３”の一つ以上に
も接続したり、プローブヘッド２１に発生するかまたは
液体ヘリウム手段１８から来る蒸発ヘリウムガスを前置
増幅器８、１３、１３’及び１３”の一つ以上を介して
流れるようにしてこれらを冷却することが可能である。
【００４１】液体ヘリウム手段１８によるコイル６及び
９の冷却は、当該分野で公知なようにフロースルー（fl
ow-through）冷却によって、またはヘリウム槽またはそ
れに接触する冷却部材に熱接触することによって行うよ
うにすることができる。
９の冷却は、当該分野で公知なようにフロースルー（fl
ow-through）冷却によって、またはヘリウム槽またはそ
れに接触する冷却部材に熱接触することによって行うよ
うにすることができる。
【図１】本発明のプローブヘッドの第１の実施例の概略
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本発明のプローブヘッドの第２の実施例の概略
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】（ａ）本発明のプローブヘッドの断面図であ
る。（ｂ）図３（ａ）のＣ−Ｃに沿って切断した平面図
である。
る。（ｂ）図３（ａ）のＣ−Ｃに沿って切断した平面図
である。
【図４】本発明の銅製支持部と前置増幅器プリント回路
基板の拡大断面図である。
基板の拡大断面図である。
【図５】本発明の冷却機能を概略的に示す本発明のプロ
ーブヘッドの断面図である。
ーブヘッドの断面図である。
１ プローブヘッド ２ 1Ｈ送信器 ３ 1Ｈ送信フィルタ ４ 1Ｈ送信／受信スイッチ ５ 1Ｈコイルフィルタ ６ 1Ｈコイル ７ 1Ｈ前置増幅器フィルタ ８ 1Ｈ前置増幅器 ９ 2Ｈコイル １０ 2Ｈコイルフィルタ １０’ 15Ｎコイルフィルタ １０” 13Ｃコイルフィルタ １１ 2Ｈ送信／受信スイッチ １１’ 15Ｎ送信／受信スイッチ １１” 13Ｃ送信／受信スイッチ １２ 2Ｈ前置増幅器フィルタ １２’ 15Ｎ前置増幅器フィルタ １２” 13Ｃ前置増幅器フィルタ １３ 2Ｈ前置増幅器 １３’ 15Ｎ前置増幅器 １３” 13Ｃ前置増幅器 １４ 2Ｈ送信器 １４’ 15Ｎ送信器 １４” 13Ｃ送信器 １５ 2Ｈ送信フィルタ １５’ 15Ｎ送信フィルタ １５” 13Ｃ送信フィルタ １６ 低温化手段 １８ 液体ヘリウム手段 １９ 液体窒素手段及び／または蒸発ヘリウムガス手段 ２０ 超伝導磁石 ２１ プローブヘッド ２２ 上側プローブヘッド部 ２３ 下側プローブヘッド部 ２４ 液体窒素槽 ２５ 積層モジュール ２６ 銅プレート ２７ 銅ブロック ２８ 1Ｈ前置増幅器 ２８’ 2Ｈ前置増幅器 ２８” 13Ｃ前置増幅器 ３０ 試料 ４０ 銅製支持プレート ４１ 前置増幅器 ４２ 熱接触 ４３ 銅コーティング ４４ 電子部品 ４５ プリント回路
Claims (9)
- 【請求項１】 超伝導ＮＭＲ磁石クライオスタットの室
温孔に使用され略室温の試料を検査するための核磁気共
鳴（ＮＭＲ）プローブヘッドであって、高周波（ＲＦ）
受信コイルと、該受信コイルに接続された受信コイル前
置増幅器と、少なくとも１つの追加のコイルと、前記高
周波受信コイル、受信コイル前置増幅器及び少なくとも
１つの追加のコイルに接続されて、該高周波受信コイ
ル、前置増幅器及び追加のコイルを低温に維持するため
の低温化手段とを備えたプローブヘッドにおいて、 少なくとも１つの追加の前置増幅器（１３）が前記追加
のコイル（９）及び前記低温化手段（１６）に接続さ
れ、該低温化手段（１６）は前記追加の前置増幅器（１
３）を低温に維持することを特徴とするプローブヘッ
ド。 - 【請求項２】 前記追加の前置増幅器（１３）はロック
信号を増幅することを特徴とする請求項１記載のプロー
ブヘッド。 - 【請求項３】 前記低温化手段（１６）は前記受信コイ
ル（６）及び前記追加のコイル（９）を冷却するための
液体ヘリウム手段（１８）と、前記受信コイル前置増幅
器（８）及び前記追加のコイル前置増幅器（１３）を冷
却するための液体窒素手段及び／または蒸発ヘリウムガ
ス手段（１９）とを備えたことを特徴とする請求項１ま
たは２記載のプローブヘッド。 - 【請求項４】 前記液体窒素手段及び／または蒸発ヘリ
ウムガス手段（１９）はコイルフィルタ（５、１０）及
び／または送信／受信スイッチ（４、１１）を冷却する
ことを特徴とする請求項３記載のプローブヘッド。 - 【請求項５】 複数の追加の前置増幅器（１３、１
３’、１３”）が設けられ、該各追加の前置増幅器（１
３、１３’、１３”）は特定の共鳴周波数を有するＮＭ
Ｒ信号を前置増幅することを特徴とする請求項１乃至４
のいずれか１項に記載のプローブヘッド。 - 【請求項６】 前記追加の前置増幅器（１３、１３’、
１３”）は2Ｈ、13Ｃ、31Ｐ及び／または15Ｎ信号を前
置増幅することを特徴とする請求項５記載のプローブヘ
ッド。 - 【請求項７】 さらに、前記受信コイル前置増幅器
（８）及び前記少なくとも１つの追加のコイル前置増幅
器（１３）を積層するための積層モジュール（２５）を
備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項
に記載のプローブヘッド。 - 【請求項８】 前記積層モジュール（２５）は前記受信
コイル前置増幅器（８）及び前記追加のコイル前置増幅
器（１３）との熱接触が良好な銅ブロック（２７）を備
えたことを特徴とする請求項７記載のプローブヘッド。 - 【請求項９】 前記受信コイル（６）及び／または前記
少なくとも１つの追加のコイル（９）は送信コイルとし
ても機能し、さらに、前記受信コイル（６）及び／また
は前記追加のコイル（９）を前記受信コイル前置増幅器
（８）及び／または前記追加のコイル前置増幅器（１
３）から切り離すと共に、前記受信コイル（６）を送信
器（２）に、及び／または前記追加のコイル（９）を追
加のコイル送信器（１４）に接続するための送信スイッ
チ手段（４、１１）を備えたことを特徴とする請求項１
乃至８のいずれか１項に記載のプローブヘッド。
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