文档介绍：用于产生均匀磁场的方法和装置制造方法
用于产生均匀磁场的方法和装置制造方法
公开了一种用于匀化磁场的方法。该方法使用单一的匀场电流，以有助于抑制磁场中的不均匀性的一个以上的几何分量，而不改变匀场路径的几何结构。还公开了一种执行该方法的装 [0012] Hughes的1987年的第4, 682, 111号美国专利公开了使用成形极片，以改进静态磁 场的均匀性。
[0013] Rose N. "Magnetic Field Correction in the Cyclotron"，Phys. Rev. 53, 715-719, 1938。描述了用于在回旋加速器中的均匀化磁场的突起极片。
[0014] 0'Donnell, Matthew 等人的 "Method for Homogenizing a Static Magnetic Field Over an Arbitrary Volume"，1987 年的美国专利第 4, 680, 551 号（7 月 24 日授权）。 公开了基于磁场映射和加权最小二乘计算的匀化电流的选择。
[0015] 在核磁共振（NMR)实验中，在偏置的静态磁场的影响下放置试样，该静磁场部分 地对准试样的核旋转磁矩。该磁矩在静态场中以称作拉莫尔（Larmor)频率的频率旋动，该 频率与磁场强度成正比。可以通过在拉莫尔频率处施加横向射频（RF)磁场来控制试样的 磁矩。通过观察试样对RF磁场的反应，可以了解试样的化学组成。作为分析方法的NMR的 功率可以主要是怎样很好地控制所施加的磁场特性的函数。
[0016] 自从NMR初期开始，就已经存在勻化（shimming)磁场的实践（使磁场更加均勻）， 并且为了改进磁场，匀场磁场的实施最初使用物理地放在源磁体后面的薄金属片以调整 这些磁体的位置。更现代的匀化技术使用电磁线圈。传统的磁共振光谱仪通常使用设置成 基本圆柱形的线圈形式的匀化线圈。在紧凑的NMR设备中使用匀场线圈已经被证明是非常 困难，主要是因为空间限制，该空间不能容纳可能具有许多层的传统匀场线圈系统。在许多 该设备中主磁体内部的可用空间太小，不能容纳一组典型的匀化线圈，该匀化线圈的个别 元件被主要设计为解决主磁场的残余不
均匀性的一个且仅一个几何方面或几何分量。
[0017] 图IAUB和IC对典型的强磁场光谱仪设计的主偏磁场和试样管结构与基于圆柱 形Halbach阵列的紧凑磁体系统的设计进行比较。标为B的箭头表示主磁场方向。在附图 中没有示出匀化措施。图IA示意地示出强磁场磁体的超导磁场线圈、插入的圆柱形试样管 和由线圈产生的磁场B。试样体积（volume)内的磁场被沿线圈和管的共同对称轴定位。
[0018] 图IB和IC不出插入圆柱形Halbach磁体阵列的相同试样管，Halbach磁体阵列 产生与管的对称轴线垂直的磁场B。该特定的Halbach阵列由绕管放置的环形布置的8个 磁体组成，磁体的磁化矢量（示为箭头）与管的对称轴线垂直。对于某些应用，Halbach阵 列内部的磁场非常均匀，但是对于某些高分辨率的NMR实验，该磁场非常不均匀。
[0019] 为了基本上减小磁场的不均匀性，对于不同的磁场不均匀性的几何方面进行独立 的控制是有帮助的。在许多磁共振应用中，主磁场被沿规定的