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JP3942434B2 - NMR cryoprobe - Google Patents

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JP3942434B2
JP3942434B2 JP2002001549A JP2002001549A JP3942434B2 JP 3942434 B2 JP3942434 B2 JP 3942434B2 JP 2002001549 A JP2002001549 A JP 2002001549A JP 2002001549 A JP2002001549 A JP 2002001549A JP 3942434 B2 JP3942434 B2 JP 3942434B2
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Japan
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nmr
vacuum vessel
cryoamplifier
probe
signal
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水野健太郎
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Jeol Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温化手段を用いて、送受信コイルや前置増幅器などを極低温に冷却することにより、送受信コイルや前置増幅器などから出る熱雑音を低減させたNMRクライオプローブに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、NMR測定では、試料に高周波磁界を照射した後、試料から放出される微弱な高周波信号(NMR信号)を検出・増幅し、更に、増幅されたNMR信号に対してフーリエ変換操作を行なった上で、NMRスペクトルを得ている。NMR装置は、他のさまざまな分析装置などと比較すると、試料の検出感度が低いため、信号の積算を行なったり、検出部を極低温に冷却して熱雑音を低減させたり、という検出感度を上げるための工夫がなされているのが普通である。
【0003】
図1は、検出部を極低温に冷却して熱雑音を低減させたクライオプローブと呼ばれるタイプのNMRプローブを実装したNMR装置を示したものである。図中1は、試料に高周波を照射すると共に、試料から放出される微弱な高周波信号(NMR信号)を検出するための送受信コイル(図示せず)を内蔵したプローブである。プローブ1には、送信モードと受信モードとを切り換えるためのデュプレクサなどで構成された切換手段(図示せず)と、試料から放出された微弱なNMR信号をすみやかに増幅する前置増幅器(図示せず)とを内蔵したクライオアンプ2が接続されている。
【0004】
NMR分光計3の発信器(図示せず)から送られてくる大電力の高周波パルスは、同軸ケーブルなどの伝達手段4を経由して、送信モードになったクライオアンプ2の切換手段を通り、プローブ1に内蔵された送受信コイル(図示せず)に印加される。その結果、送受信コイル内に置かれた試料中の観測核は、印加された高周波パルス磁界により励起される。励起された観測核が、励起状態から基底状態に戻る際に、微弱な高周波信号(NMR信号)が放出される。このNMR信号は、プローブ1に内蔵された送受信コイル(図示せず)により検出され、受信モードになったクライオアンプ2の切換手段(図示せず)を通った後、クライオアンプ2内に設けられた前置増幅器(図示せず)によって増幅され、同軸ケーブルなどの伝達手段4を経由して、NMR分光計6内の受信器(図示せず)に送られる。
【0005】
クライオアンプ2内の切換手段の受信モードと送信モードの切り換えは、NMR分光計3の発信器(図示せず)からの大電力の高周波パルスの出力と同期して行なわれ、NMR分光計3からのトリガ信号に基づき、クライオアンプ制御部5により制御されている。
【0006】
プローブ1とクライオアンプ2は、真空ポンプ6で真空引きされた真空容器7の中に置かれ、外界から断熱されると共に、真空容器7の外に置かれた冷却器8から送られてくる極低温のヘリウムガスなどの冷媒により冷却され、例えば10K程度の極低温に維持されている。その結果、プローブ1内の送受信コイル、クライオアンプ2内の切換手段、および前置増幅器などの熱雑音は、常温時と比べて、著しく低い水準にまで低下する。これにより、NMR信号のS/N比を向上させ、NMR装置の高感度化を達成することができる。
【0007】
尚、図では詳細が省略されているが、プローブ1の上端から内部に向けての筒状部分9は、真空容器7の外部と連通されていて、測定試料は、常温常圧の状態で、プローブ1の上端から内部に向けて挿入できるように構成されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図2は、現在のNMRクライオプローブの一例を示したものである。図2に示されるように、従来のNMRクライオプローブは、真空容器7内に設置されているクライオアンプ2と真空容器7外に設置されているNMR分光計3との間、および真空容器7内に設置されているクライオアンプ2と真空容器7外に設置されているクライオアンプ制御部5との間を接続するために、真空容器7の器壁に気密型コネクタ10を設け、その気密型コネクタ10を介して、真空容器7外からの高周波パルスや切換手段の制御信号を真空容器7内に伝達すると共に、真空容器7内のNMR信号を真空容器7外に取り出すようにしている。
【0009】
その際、外部ケーブル4、11は、常に常温に曝されているため、外部ケーブル4、11の金属でできた導体部分から、気密型コネクタ10を介して、真空容器7内の同軸ケーブル12や信号伝送ケーブル13の金属でできた導体部分に熱が伝わり、極低温に保たれているクライオアンプ2に、不必要な熱を供給してしまうという問題があった。その結果、クライオアンプ2の温度が上昇し、熱雑音の増大を招き、NMRクライオプローブは、所定の性能を出せなくなったり、あるいは所定の性能を出すために、より強力な冷却器8を用いる必要性が出てきたりする。
【0010】
本発明の目的は、上述した点に鑑み、外部ケーブルを介した熱の流入を極力抑えた高性能のNMRクライオプローブを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明にかかる核磁気共鳴装置は、
低温化手段を用いて、真空容器内に置かれたプローブやクライオアンプを極低温に冷却することにより、プローブやクライオアンプから出る熱雑音を低減させたNMRクライオプローブにおいて、
真空容器外に置かれた常温のユニットと、真空容器内に置かれた極低温のプローブやクライオアンプとの間を、光通信手段を介して接続し
該光通信手段は、常温側に光変換回路、極低温側に復調回路を備えたことを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図3は、本発明にかかるNMRクライオプローブの一実施例である。
【0017】
図中1は、試料に高周波を照射すると共に、試料から放出される微弱な高周波信号(NMR信号)を検出するための送受信コイル(図示せず)を内蔵したプローブである。プローブ1には、送信モードと受信モードとを切り換えるためのデュプレクサなどで構成された切換手段(図示せず)と、試料から放出された微弱な高周波信号(NMR信号)をすみやかに増幅する前置増幅器(図示せず)とを内蔵したクライオアンプ2が接続されている。
【0018】
プローブ1とクライオアンプ2は、真空ポンプ6で真空引きされた真空容器7の中に置かれ、外界から断熱されていると共に、真空容器7の外に置かれた冷却器8から送られてくる極低温のヘリウムガスなどの冷媒により冷却され、例えば10K程度の極低温に維持されている。
【0019】
尚、図では詳細が省略されているが、プローブ1の上端から内部に向けての筒状部分9は、真空容器7の外部と連通されていて、測定試料は、常温常圧の状態で、プローブ1の上端から内部に向けて挿入できるように構成されている。
【0020】
NMR分光計3内の発信器14から送られてくる大電力の高周波パルスは、常温に曝された同軸ケーブルなどの伝達手段4を経由し、真空容器壁の気密型コネクタ10を通って、トランス15に到達する。尚、このときのトランス15としては、入力側と出力側の結合度を高めるために、1つのコアから成るタイプのものを採用することが好ましい。トランス15は、入力側の導線と出力側の導線が電気的に絶縁されているため、熱の伝達に関しても極めて優れた遮断特性を有する。従って、気密型コネクタ10とクライオアンプ2との間にトランス15を中継させることにより、真空容器外部からの熱の流入を遮断しつつ、高周波パルスのみを通過させることが可能になる。こうして、トランス15を通過した高周波パルスは、送信モードになった極低温のクライオアンプ2の切換手段(図示せず)を通り、極低温のプローブ1内の送受信コイル(図示せず)に印加される。その結果、送受信コイル内に置かれた試料中の観測核は、印加された高周波パルス磁界により励起される。
【0021】
励起された観測核が、励起状態から基底状態に戻る際に、微弱な高周波信号(NMR信号)が放出される。このNMR信号は、極低温の送受信コイル(図示せず)により検出され、受信モードになった極低温のクライオアンプ2の切換手段(図示せず)を通った後、クライオアンプ2内に設けられた極低温の前置増幅器(図示せず)によって増幅され、もう1つのトランス16に到達する。尚、このときのトランス16としては、トランス15と同様、入力側と出力側の結合度を高めるために、1つのコアから成るタイプのものを採用することが好ましい。トランス16は、入力側の導線と出力側の導線が電気的に絶縁されているため、熱の伝達に関しても極めて優れた遮断特性を有する。従って、気密型コネクタ10とクライオアンプ2との間にトランス16を中継させることにより、真空容器外部からの熱の流入を遮断しつつ、高周波パルスのみを通過させることが可能になる。こうして、トランス16を通過したNMR信号は、真空容器壁の気密型コネクタ10を通って、常温に曝された同軸ケーブルなどの伝達手段4を経由し、NMR分光計6内の受信器17に到達する。
【0022】
尚、この場合、クライオアンプ2内の切換手段の受信モードと送信モードの切り換えは、NMR分光計3の発信器からの大電力の高周波パルスの出力と同期して行なわれ、NMR分光計3からのトリガ信号に基づき、真空容器の外に置かれたクライオアンプ制御部5により制御される。
【0023】
図4は、本発明にかかるNMRクライオプローブの別の実施例である。図中1は、試料に高周波を照射すると共に、試料から放出される微弱な高周波信号(NMR信号)を検出するための送受信コイル(図示せず)を内蔵したプローブである。プローブ1には、送信モードと受信モードとを切り換えるためのデュプレクサなどで構成された切換手段(図示せず)と、試料から放出された微弱な高周波信号(NMR信号)をすみやかに増幅する前置増幅器(図示せず)とを内蔵したクライオアンプ2が接続されている。
【0024】
プローブ1とクライオアンプ2は、真空ポンプ6で真空引きされた真空容器7の中に置かれ、外界から断熱されていると共に、真空容器7の外に置かれた冷却器8から送られてくる極低温のヘリウムガスなどの冷媒により冷却され、例えば10K程度の極低温に維持されている。
【0025】
尚、図では詳細が省略されているが、プローブ1の上端から内部に向けての筒状部分9は、真空容器7の外部と連通されていて、測定試料は、常温常圧の状態で、プローブ1の上端から内部に向けて挿入できるように構成されている。
【0026】
NMR分光計3の発信器14から送られてくる大電力の高周波パルスは、同軸ケーブルなどの伝達手段4を経由して、送信モードになったクライオアンプ2の切換手段(図示せず)を通り、プローブ1内の送受信コイル(図示せず)に印加される。その結果、送受信コイル内に置かれた試料中の観測核は、印加された高周波パルス磁界により励起される。
【0027】
励起された観測核が、励起状態から基底状態に戻る際に、微弱な高周波信号(NMR信号)が放出される。このNMR信号は、送受信コイル(図示せず)により検出され、受信モードになったクライオアンプ2の切換手段(図示せず)を通った後、クライオアンプ2内に設けられた前置増幅器(図示せず)によって増幅され、同軸ケーブルなどの伝達手段4を経由して、NMR分光計3内の受信器17に送られる。
【0028】
クライオアンプ2内の切換手段(図示せず)の受信モードと送信モードの切り換えは、NMR分光計3の発信器14からの大電力の高周波パルスの出力と同期して行なわれ、NMR分光計3からのトリガ信号に基づき、真空容器7の外に置かれたクライオアンプ制御部5により制御されている。クライオアンプ制御部5からの切換用電気信号は、クライオアンプ制御部5内の光変換回路18により、いったん、電気信号から光信号へと変換される。
【0029】
この光信号は、クライオアンプ制御部5から、金属導線に比べて熱伝導率の小さいプラスチックなどでできた光ケーブル19を経由し、真空容器壁に設けられた気密型の光コネクタ20を通って、再び光ケーブル21を経由し、極低温のクライオアンプ2に入力される。このときの光コネクタ20としては、コア接続部の端子が熱伝導率の小さな材質で作られているものを採用することが好ましい。このように、電気的な通信手段と比べて熱伝導率の小さな光通信手段を中継手段として活用することによって、真空容器7の外部からの熱の流入を遮断しつつ、切換信号のみを通過させることが可能になる。こうして、クライオアンプ2に入力された光信号は、クライオアンプ2内に設けられた復調回路22により、電気信号に復調されて、デュプレクサなどで構成される切換手段(図示せず)に入力され、切換手段の真空容器7の外部からの制御が実行される。
【0030】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のNMRクライオプローブによれば、真空容器外に置かれた常温のユニットと、真空容器内に置かれた極低温の送受信コイルや前置増幅器などとの間が、トランスや光通信手段など、断熱のための中継手段を介して接続されているので、外部ケーブルなどを介した真空容器外から真空容器内への熱の流入を大幅に抑えることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のNMRクライオプローブを示す図である。
【図2】従来のNMRクライオプローブを示す図である。
【図3】本発明にかかるNMRクライオプローブの一実施例を示す図である。
【図4】本発明にかかるNMRクライオプローブの一実施例を示す図である。
【符号の説明】
1・・・プローブ、2・・・クライオアンプ、3・・・NMR分光計、4・・・同軸ケーブル、5・・・クライオアンプ制御部、6・・・真空ポンプ、7・・・真空容器、8・・・冷却器、9・・・筒状部分、10・・・気密型コネクタ、11・・・信号伝送ケーブル、12・・・同軸ケーブル、13・・・信号伝送ケーブル、14・・・発信器、15・・・トランス、16・・・トランス、17・・・受信器、18・・・光変換回路、19・・・光ケーブル、20・・・光コネクタ、21・・・光ケーブル、22・・・復調回路。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an NMR cryoprobe in which thermal noise generated from a transmission / reception coil, a preamplifier, and the like is reduced by cooling the transmission / reception coil, a preamplifier, and the like to a cryogenic temperature using a temperature lowering unit.
[0002]
[Prior art]
In general, in NMR measurement, after irradiating a sample with a high-frequency magnetic field, a weak high-frequency signal (NMR signal) emitted from the sample is detected and amplified, and a Fourier transform operation is performed on the amplified NMR signal. Above, the NMR spectrum is obtained. Compared to various other analyzers, the NMR device has a lower detection sensitivity of the sample. Therefore, the NMR device integrates the signals and reduces the thermal noise by cooling the detector to a very low temperature. It is normal for the device to be raised.
[0003]
FIG. 1 shows an NMR apparatus mounted with an NMR probe of a type called a cryoprobe in which a detection unit is cooled to a very low temperature to reduce thermal noise. In the figure, reference numeral 1 denotes a probe which irradiates a sample with a high frequency and incorporates a transmission / reception coil (not shown) for detecting a weak high frequency signal (NMR signal) emitted from the sample. The probe 1 includes a switching means (not shown) composed of a duplexer for switching between a transmission mode and a reception mode, and a preamplifier (not shown) that quickly amplifies a weak NMR signal emitted from the sample. Is connected to a cryoamplifier 2 having a built-in circuit.
[0004]
The high-power high-frequency pulse sent from the transmitter (not shown) of the NMR spectrometer 3 passes through the switching means of the cryoamplifier 2 in the transmission mode via the transmission means 4 such as a coaxial cable, It is applied to a transmission / reception coil (not shown) built in the probe 1. As a result, the observation nucleus in the sample placed in the transmission / reception coil is excited by the applied high-frequency pulse magnetic field. When the excited observation nucleus returns from the excited state to the ground state, a weak high-frequency signal (NMR signal) is emitted. This NMR signal is detected by a transmission / reception coil (not shown) built in the probe 1, passes through the switching means (not shown) of the cryoamplifier 2 in the reception mode, and then provided in the cryoamplifier 2. The signal is amplified by a preamplifier (not shown) and sent to a receiver (not shown) in the NMR spectrometer 6 via a transmission means 4 such as a coaxial cable.
[0005]
Switching between the reception mode and transmission mode of the switching means in the cryoamplifier 2 is performed in synchronization with the output of a high-power high-frequency pulse from a transmitter (not shown) of the NMR spectrometer 3. Is controlled by the cryoamplifier control unit 5 based on the trigger signal.
[0006]
The probe 1 and the cryoamplifier 2 are placed in a vacuum vessel 7 evacuated by a vacuum pump 6, insulated from the outside, and sent from a cooler 8 placed outside the vacuum vessel 7. It is cooled by a refrigerant such as low-temperature helium gas, and is maintained at an extremely low temperature of about 10K, for example. As a result, the thermal noise of the transmission / reception coil in the probe 1, the switching means in the cryoamplifier 2, the preamplifier, and the like is lowered to a significantly lower level than at normal temperature. Thereby, it is possible to improve the S / N ratio of the NMR signal and increase the sensitivity of the NMR apparatus.
[0007]
Although details are omitted in the figure, the cylindrical portion 9 from the upper end of the probe 1 toward the inside communicates with the outside of the vacuum vessel 7, and the measurement sample is in a state of normal temperature and pressure. The probe 1 is configured to be inserted from the upper end toward the inside.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 2 shows an example of a current NMR cryoprobe. As shown in FIG. 2, the conventional NMR cryoprobe is provided between the cryoamplifier 2 installed in the vacuum vessel 7 and the NMR spectrometer 3 installed outside the vacuum vessel 7, and in the vacuum vessel 7. An airtight connector 10 is provided on the wall of the vacuum vessel 7 in order to connect the cryoamplifier 2 installed in the vacuum vessel and the cryoamp control unit 5 installed outside the vacuum vessel 7. 10, a high-frequency pulse from outside the vacuum vessel 7 and a control signal for switching means are transmitted into the vacuum vessel 7 and an NMR signal in the vacuum vessel 7 is taken out from the vacuum vessel 7.
[0009]
At that time, since the external cables 4 and 11 are always exposed to room temperature, the coaxial cables 12 and 12 in the vacuum vessel 7 are connected from the conductor portions made of metal of the external cables 4 and 11 through the airtight connector 10. There is a problem in that heat is transmitted to a conductor portion made of metal of the signal transmission cable 13 and unnecessary heat is supplied to the cryoamplifier 2 kept at an extremely low temperature. As a result, the temperature of the cryoamplifier 2 increases, leading to an increase in thermal noise, and the NMR cryoprobe cannot provide a predetermined performance or needs to use a more powerful cooler 8 in order to obtain a predetermined performance. Sex comes out.
[0010]
An object of the present invention is to provide a high-performance NMR cryoprobe that suppresses the inflow of heat through an external cable as much as possible in view of the above-described points.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a nuclear magnetic resonance apparatus according to the present invention provides:
In the NMR cryoprobe that reduces the thermal noise from the probe or cryoamplifier by cooling the probe or cryoamplifier placed in the vacuum vessel to a cryogenic temperature using the temperature lowering means,
Connect the room temperature unit placed outside the vacuum vessel and the cryogenic probe or cryoamp placed inside the vacuum vessel via optical communication means ,
The optical communication means includes an optical conversion circuit on the room temperature side and a demodulation circuit on the cryogenic side .
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows an embodiment of the NMR cryoprobe according to the present invention.
[0017]
In the figure, reference numeral 1 denotes a probe which irradiates a sample with a high frequency and incorporates a transmission / reception coil (not shown) for detecting a weak high frequency signal (NMR signal) emitted from the sample. The probe 1 includes a switching means (not shown) configured by a duplexer for switching between a transmission mode and a reception mode, and a preamplifier that quickly amplifies a weak high-frequency signal (NMR signal) emitted from the sample. A cryoamplifier 2 incorporating an amplifier (not shown) is connected.
[0018]
The probe 1 and the cryoamplifier 2 are placed in a vacuum vessel 7 evacuated by a vacuum pump 6, insulated from the outside, and sent from a cooler 8 placed outside the vacuum vessel 7. It is cooled by a refrigerant such as cryogenic helium gas, and is maintained at a cryogenic temperature of about 10K, for example.
[0019]
Although details are omitted in the figure, the cylindrical portion 9 from the upper end of the probe 1 toward the inside communicates with the outside of the vacuum vessel 7, and the measurement sample is in a state of normal temperature and pressure. The probe 1 is configured to be inserted from the upper end toward the inside.
[0020]
A high-power high-frequency pulse sent from a transmitter 14 in the NMR spectrometer 3 passes through a transmission means 4 such as a coaxial cable exposed to room temperature, passes through an airtight connector 10 on the vacuum vessel wall, and passes through a transformer. Reach 15 In this case, as the transformer 15 at this time, it is preferable to adopt a transformer composed of one core in order to increase the degree of coupling between the input side and the output side. Since the transformer 15 is electrically insulated from the input-side conductor and the output-side conductor, the transformer 15 has an extremely excellent interruption characteristic with respect to heat transfer. Therefore, by relaying the transformer 15 between the airtight connector 10 and the cryoamplifier 2, it is possible to allow only high-frequency pulses to pass while blocking inflow of heat from the outside of the vacuum vessel. Thus, the high-frequency pulse that has passed through the transformer 15 passes through the switching means (not shown) of the cryogenic cryoamplifier 2 in the transmission mode, and is applied to the transmitting / receiving coil (not shown) in the cryogenic probe 1. The As a result, the observation nucleus in the sample placed in the transmission / reception coil is excited by the applied high-frequency pulse magnetic field.
[0021]
When the excited observation nucleus returns from the excited state to the ground state, a weak high-frequency signal (NMR signal) is emitted. This NMR signal is detected by a cryogenic transmitter / receiver coil (not shown), passes through the switching means (not shown) of the cryogenic cryoamplifier 2 in the reception mode, and then provided in the cryoamplifier 2. Amplified by a cryogenic preamplifier (not shown) and reaches another transformer 16. As the transformer 16 at this time, like the transformer 15, it is preferable to adopt a type composed of one core in order to increase the degree of coupling between the input side and the output side. Since the transformer 16 is electrically insulated from the input-side conductor and the output-side conductor, the transformer 16 has an extremely excellent interruption characteristic with respect to heat transfer. Therefore, by relaying the transformer 16 between the airtight connector 10 and the cryoamplifier 2, it is possible to allow only high-frequency pulses to pass while blocking inflow of heat from the outside of the vacuum vessel. Thus, the NMR signal that has passed through the transformer 16 reaches the receiver 17 in the NMR spectrometer 6 through the airtight connector 10 on the vacuum vessel wall and the transmission means 4 such as a coaxial cable exposed to room temperature. To do.
[0022]
In this case, the switching between the reception mode and the transmission mode of the switching means in the cryoamplifier 2 is performed in synchronization with the output of a high-power high-frequency pulse from the transmitter of the NMR spectrometer 3. Is controlled by the cryoamplifier control unit 5 placed outside the vacuum vessel.
[0023]
FIG. 4 shows another embodiment of the NMR cryoprobe according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a probe which irradiates a sample with a high frequency and incorporates a transmission / reception coil (not shown) for detecting a weak high frequency signal (NMR signal) emitted from the sample. The probe 1 includes a switching means (not shown) configured by a duplexer for switching between a transmission mode and a reception mode, and a preamplifier that quickly amplifies a weak high-frequency signal (NMR signal) emitted from the sample. A cryoamplifier 2 incorporating an amplifier (not shown) is connected.
[0024]
The probe 1 and the cryoamplifier 2 are placed in a vacuum vessel 7 evacuated by a vacuum pump 6, insulated from the outside, and sent from a cooler 8 placed outside the vacuum vessel 7. It is cooled by a refrigerant such as cryogenic helium gas, and is maintained at a cryogenic temperature of about 10K, for example.
[0025]
Although details are omitted in the figure, the cylindrical portion 9 from the upper end of the probe 1 toward the inside communicates with the outside of the vacuum vessel 7, and the measurement sample is in a state of normal temperature and pressure. The probe 1 is configured to be inserted from the upper end toward the inside.
[0026]
The high-power high-frequency pulse sent from the transmitter 14 of the NMR spectrometer 3 passes through the switching means (not shown) of the cryoamplifier 2 in the transmission mode via the transmission means 4 such as a coaxial cable. , Applied to a transmitting / receiving coil (not shown) in the probe 1. As a result, the observation nucleus in the sample placed in the transmission / reception coil is excited by the applied high-frequency pulse magnetic field.
[0027]
When the excited observation nucleus returns from the excited state to the ground state, a weak high-frequency signal (NMR signal) is emitted. This NMR signal is detected by a transmission / reception coil (not shown), passes through the switching means (not shown) of the cryoamplifier 2 in the reception mode, and then is a preamplifier (shown in FIG. (Not shown) and sent to the receiver 17 in the NMR spectrometer 3 via the transmission means 4 such as a coaxial cable.
[0028]
Switching between a receiving mode and a transmitting mode of switching means (not shown) in the cryoamplifier 2 is performed in synchronization with the output of a high-power high-frequency pulse from the transmitter 14 of the NMR spectrometer 3. Is controlled by a cryoamplifier control unit 5 placed outside the vacuum vessel 7 based on a trigger signal from. The switching electrical signal from the cryoamplifier control unit 5 is once converted from an electrical signal to an optical signal by the optical conversion circuit 18 in the cryoamplifier control unit 5.
[0029]
This optical signal is transmitted from the cryoamplifier control unit 5 through an optical cable 19 made of plastic or the like having a lower thermal conductivity than a metal conductor, through an airtight optical connector 20 provided on the vacuum vessel wall, The light is again input to the cryogenic amplifier 2 via the optical cable 21. As the optical connector 20 at this time, it is preferable to employ one in which the terminal of the core connecting portion is made of a material having a small thermal conductivity. In this way, by utilizing the optical communication means having a smaller thermal conductivity than the electrical communication means as the relay means, the flow of heat from the outside of the vacuum vessel 7 is blocked and only the switching signal is passed. It becomes possible. Thus, the optical signal input to the cryoamplifier 2 is demodulated into an electrical signal by the demodulation circuit 22 provided in the cryoamplifier 2 and input to switching means (not shown) configured by a duplexer or the like. Control from the outside of the vacuum vessel 7 of the switching means is executed.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the NMR cryoprobe of the present invention, between the room temperature unit placed outside the vacuum vessel and the cryogenic transmission / reception coil or preamplifier placed inside the vacuum vessel, Since it is connected via a relay means for heat insulation, such as a transformer or optical communication means, it has become possible to greatly suppress the inflow of heat from outside the vacuum vessel into the vacuum vessel via an external cable. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a conventional NMR cryoprobe.
FIG. 2 is a view showing a conventional NMR cryoprobe.
FIG. 3 is a diagram showing an example of an NMR cryoprobe according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an NMR cryoprobe according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Probe, 2 ... Cryoamp, 3 ... NMR spectrometer, 4 ... Coaxial cable, 5 ... Cryoamp control part, 6 ... Vacuum pump, 7 ... Vacuum container , 8 ... cooler, 9 ... cylindrical portion, 10 ... airtight connector, 11 ... signal transmission cable, 12 ... coaxial cable, 13 ... signal transmission cable, 14 ...・ Transmitter 15 ... Transformer 16 ... Transformer 17 ... Receiver 18 ... Optical conversion circuit 19 ... Optical cable 20 ... Optical connector 21 ... Optical cable 22: Demodulation circuit.

Claims (1)

低温化手段を用いて、真空容器内に置かれたプローブやクライオアンプを極低温に冷却することにより、プローブやクライオアンプから出る熱雑音を低減させたNMRクライオプローブにおいて、
真空容器外に置かれた常温のユニットと、真空容器内に置かれた極低温のプローブやクライオアンプとの間を、光通信手段を介して接続し
該光通信手段は、常温側に光変換回路、極低温側に復調回路を備えたことを特徴とするNMRクライオプローブ。
In the NMR cryoprobe that reduces the thermal noise from the probe or cryoamplifier by cooling the probe or cryoamplifier placed in the vacuum vessel to a cryogenic temperature using the temperature lowering means,
Connect the room temperature unit placed outside the vacuum vessel and the cryogenic probe or cryoamp placed inside the vacuum vessel via optical communication means ,
An NMR cryoprobe characterized in that the optical communication means comprises an optical conversion circuit on the room temperature side and a demodulation circuit on the cryogenic side .
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