MRIでの原理的なことなんですが,均一な磁場でRFパルス(90度パルス)をかけると磁化方向が90度傾くのはなぜなんですか。

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A 回答 (2件)

RFパルスというのは(短時間だけ)回転する磁場と同じです。

その回転周波数がスピンのラーモア歳差周波数と同じ場合(これが共鳴条件)、回転磁場とスピンは互いに止まっていることになります。この時スピンは、静磁場中の場合と同様に、この”回転磁場にも”ラーモア歳差運動します。これにより、スピンを自在に傾けることが可能となります。つまり、適当な時間でパルスを止めると90°傾いた状態にも、45°や180°傾いた状態にもできます。

スピンの状態は、α状態(低エネルギー;s=1/2)とβ状態(高エネルギー;s=-1/2)の波動関数の線形結合で表されるので、スピンの向きの変化にはエネルギー変化を伴っています。変化したエネルギー状態が、再び熱平衡状態に戻る過程が、緩和過程(T1)です。
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この回答へのお礼

ryumuさん。ありがとうごさいますヽ(^o^)ノ
磁化方向の倒れる理由。またラーモア周波数でなくてはならない理由がわかりました。

お礼日時:-0001/11/30 00:00

先ほどに追加です。


以下のホームページが(英語ですが)視覚的に理解しやすいと思います。

参考URL:http://www.cis.rit.edu/htbooks/nmr/inside.htm
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フェムト秒、アト秒といったパルスレーザーの作り方、原理を知りたいのですが、どの書籍を見れば載っているのでしょうか?
いろいろなレーザーの本を見てみたのですが分かりませんでした。
どなたか教えて下さい。

Aベストアンサー

>レーザーの一般的知識はすでにもっているのでお勧めがありましたら教えて下さい。
とりあえずモードロックとQスイッチの話であれば、一番安そうなその国内入手容易な
http://www.amazon.co.jp/dp/4320032799/
でもいいのではと思います。
あまり詳しく見たことないのですけど、確か一通りの知識は書いてあったと思います。

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トータルでパルス圧縮まで含めて書いてある本だと、
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(装置のマニュアルにも原理はありませんでした)

Aベストアンサー

No.2のymmasayanです。

「自励発振」という言葉と「高周波電源の原理」という言葉に惑わされて
的外れの回答をしてしまったようです。

発振方式には自励式と水晶式、PLL式などがあり、一方電源としては自励式と他励式が
あります。
同じ自励式という言葉でも意味がぜんぜん違います。発振周波数13.56MHzということは
水晶発振による自励式電源ですね。
ここでいう自励式電源とは発振回路を内蔵している電源のことです。
他励式というのは他の装置(発振回路)から信号をもらって増幅器だけを持つものを
いいます。

>高周波電源、RF電源で検索にかけてもヒットするものはなく

Googleで「高周波電源」で約1300件、「高周波電源 マッチング」で
約120件ヒットします。1例を参考URLに記載します。

「進行波、反射波、マッチング」は無線機とケーブルとアンテナに関するものが
詳しいと思います。又No.2の参考URLで紹介した書籍にも第1章に載っています。

少し難しいですが下記URL
http://www.mogami-wire.co.jp/paper/tline/tline-01.html
の 5. 定在波 6. リターンロスと反射損失
のところにも「進行波、反射波、マッチング」の話が載っています。

参考URL:http://www.thp.co.jp/rf_pro/matching.htm

No.2のymmasayanです。

「自励発振」という言葉と「高周波電源の原理」という言葉に惑わされて
的外れの回答をしてしまったようです。

発振方式には自励式と水晶式、PLL式などがあり、一方電源としては自励式と他励式が
あります。
同じ自励式という言葉でも意味がぜんぜん違います。発振周波数13.56MHzということは
水晶発振による自励式電源ですね。
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Aベストアンサー

siegmund と申します.
大学で物理の研究と教育をやっています.
shkwta さんが完璧回答を書いておられますので,蛇足です.

shkwta さんの言われるように,最初にどうなっていたかが問題です.
よく,磁場中に荷電粒子を投入するというような言い方をしますが,
投入の仕方と思ってよろしいでしょう.
一般的にはらせん運動ですが,特別な場合として
(1) はじめの速度が磁場に垂直であれば,円運動
(2) はじめの速度が磁場に平行であれば,
力がかからないので磁場方向の等速運動
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教えてください お願いします

Aベストアンサー

レーザ光の波長(337nm)だけなら普通の Si フォトダイオードで検出可能です。337nm での感度は可視光より数分の1に落ちる程度なので問題ありません [1]。問題は応答速度です。窒素レーザのパルス幅は数百psから1ns程度ですが、普通のSiフォトダイオードでこのような狭い幅のパルス光を受けても、応答速度がそれより遅い [2] ので、出力される電気信号がなまってしまい、ピークパワーが測定できません。

測定するのがレーザ光のピークパワーでなく、平均パワー(デューティーサイクル×ピークパワー)でいいのであれば、フォトダイオードの出力信号を、ローパスフィルタなどで平均化して、DC電圧として測定する方法があります。フォトダイオードにレーザ光を直接入れると、光パワーが大きすぎてフォトダイオードが飽和してしまうので、ビームスプリッタやNDフィルタなどでフォトダイオードに入射する光量を減衰させるか、光学部品からの散乱光を受けるのがいいと思います。散乱光を使う方法では平均パワーの絶対値が分からなくなりますが、相対値でよければ(変動を見るだけであれば)散乱光を使う方法が簡単です。

[1] ここ(http://jp.hamamatsu.com/resources/products/ssd/pdf/tech/si_pd_technical_information.pdf)の4ページの図2-7に感度が出ています。受光感度というのは、フォトダイオードに 1W の光パワーが入ったときの出力電流(A)を表しています。パルスレーザのピークパワー(W) は、レーザ光の出力 (J)/パルス幅(s) になります。平均パワー(W)は、ピークパワー(W)×パルス幅(s)×繰り返し周波数 (Hz)です。
[2] [1] の5ページの図3-2が応答速度(遮断周波数)の例です。遮断周波数が 1GHz なら数ns程度の応答速度になります。

レーザ光の波長(337nm)だけなら普通の Si フォトダイオードで検出可能です。337nm での感度は可視光より数分の1に落ちる程度なので問題ありません [1]。問題は応答速度です。窒素レーザのパルス幅は数百psから1ns程度ですが、普通のSiフォトダイオードでこのような狭い幅のパルス光を受けても、応答速度がそれより遅い [2] ので、出力される電気信号がなまってしまい、ピークパワーが測定できません。

測定するのがレーザ光のピークパワーでなく、平均パワー(デューティーサイクル×ピークパワー)でいいの...続きを読む


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