20 世纪90 年代中期，随着Shor 算法和Grover 算法的提出，量子计算领域得到广泛关注．金刚石固态NV 色心方案作为量子计算机热门物理实现方案之一，因其在室温下的超长相干时间和可精确操控等独特优势而备受青睐；此外，NV 色心还有望通过磁共振成像方式实现单核自旋探测．然而NV 色心固态量子计算的一种扩展方式受限于相邻NV 色心之间的磁偶极相互作用，要求两个NV 色心之间相距只有数十纳米．这一尺度远小于普通远场光学的分辨率，即光学衍射极限，采用传统的共聚焦方法已无法分辨．受激发射损耗(STED)和基态损耗(GSD)等超分辨成像技术能够突破光学衍射极限限制，达到纳米量级的分辨率；同时结合最新的金刚石表面微纳刻蚀技术，可实现NV 色心固态量子计算中不同色心的分辨和精确定位．该文从固态金刚石NV 色心体系和光学衍射等主要方面对利用STED 和GSD 高分辨成像技术提高传统共聚焦显微镜对NV 色心体系成像分辨率进行简要的介绍，并结合实例介绍一些最新的研究进展．

介绍了一种应用于超导磁体的低温液位监测单元的设计与实现．设计了压控电流源电路和电压-频率转换电路用于液氦的液位测量，并设计了电容-频率转换电路用于液氮的液位测量；设计了以STM32 微控制器为核心的数字电路，用于压控电流源的控制、频率信号的处理和液位监测数据的数字化显示；同时通过CAN 总线把液位的监测数据自动发送至上位机，完成液位监测单元的远程控制．测试结果证明了该设计的可行性．

为了实现任务态fMRI 的嗅觉刺激装置的设计和功能验证．满足嗅觉fMRI 实验的自动化刺激要求．首先，针对嗅觉刺激和人体嗅觉感受的特点，结合使用环境的要求，总结嗅觉fMRI 的实验设计方法，归纳出用于fMRI 的嗅觉刺激装置的具体需求．将刺激装置分为气路系统和控制系统、气路系统采用洁净空气通过气味溶液产生相应的气味气体，通过多支路切换达到输出不同气味的目的；控制系统采用虚拟仪器方案，其软件基于LabVIEW 平台编程，提供可输入刺激序列的人机界面，并根据要求控制电磁阀切换不同气路．然后，使用该刺激装置对单个被试进行嗅觉刺激并成像，刺激气体采用乙酸异戊酯和吡啶，实验为组块设计，使用Siemens 3.0 T MRI 仪器EPI 序列进行扫描，数据处理采用基于Matlab 软件的SPM8 和MarsBaR 工具包．选取眶额叶和岛叶中的脑激活团簇作为感兴趣区域(ROI)进行分析，激活信号在时间上的强度变化与刺激序列变化基本一致，吡啶组块的激活信号强度大于乙酸异戊酯组块激活强度，且其强度变化比乙酸异戊酯组块更符合刺激序列．ROI 分析证明刺激装置基本满足嗅觉fMRI 实验需要，具有较强的可用性．此外，在相同的刺激时间和间隔时间下，人脑同一区域对不同刺激气味的激活反应可能不同．

为了在单边磁体产生的逸散磁场中实现核磁共振技术，信号检测深度能满足相关应用需求，该文分析了非均匀磁场下的核磁共振技术条件，确定射频场目标，设计了单边平面射频线圈和探头，搭建出一套单边核磁共振实验系统．探头具有短脉宽(90°脉宽2.5 μs)，系统死时间短(10 μs)的特点，可实现15 μs 的半回波时间．应用该系统，在15.3 T/m 的巨大梯度磁场下，实现接近5 mm 厚度的信号检测，并利用单边磁体的自然梯度磁场，开展了恒定梯度磁场下的扩散测量方法探索．结果表明，该系统可满足需要一定探测深度的领域的应用需求．

与超导核磁共振谱仪相比，便携式核磁共振谱仪虽然在灵敏度和分辨率方面存在不足，但是其在快速现场检测方面具有明显的优势和广阔的应用前景．近年来，新技术和新方法的出现有效提高了便携式NMR 谱仪的分析能力，使得它更具实用性．该文介绍了便携式NMR 谱仪在核心软硬件、高分辨实验方法和实际应用等方面的最新进展，并对以后的发展方向进行了展望．

提出了一种提高磁共振成像(MRI)信噪比的有效方法．该方法在每次采集回波信号前，能够快速、灵活地控制MRI 接收机的增益，实现磁共振信号动态范围的压缩；在图像重建之前采用双精度浮点运算扩展动态范围压缩的磁共振信号，最终得到信噪比提高的重建图像．在1.5 T 超导MRI 系统上进行了自旋回波序列的水模成像，实验结果表明，相比传统的基于固定接收增益的扫描图像，利用该方法得到的T1 加权图像信噪比可以提高10%．和其他提高磁共振信号动态范围的方法相比，该方法无需增加额外硬件电路，避免多次采集图像，因而具有实现成本低的优点，是一种提高MRI 信噪比的有效方法．

该文提出一种新的核磁共振谱自动基线校正方法，该方法基于迭代移动平均值算法，改进了峰区域的基线识别，然后使用迭代方法进行基线建模. 为了改进峰区域的基线建模结果，该方法结合了两种基线校正方法的优点，在基线识别过程选择了一系列位于峰区域的“基线定位点”，然后和除了峰区域以外的基线点一起参与基线建模．该基线校正方法适用于NMR 谱，即使在基线严重非线性失真的情况下也能得到理想的基线校正结果

为了提高固体二维双量子-单量子(DQ-SQ)谱的采集速度，根据DQ-SQ 谱的自稀疏性，该文使用了一种基于压缩感知技术的重建算法．其优化的能量函数是有限差分约束的l1 范数，并使用不同的权重对水平和竖直方向的有限差分项进行约束．该文分别对伪随机采样、全随机采样和e 指数采样等采样模式进行了比较，发现伪随机采样表现出最佳的重建结果．进一步研究发现伪随机的极限形式，即t1 截尾(t1-cutoff)采样模式效果最佳．

绿豆(Vigna radiata)是重要的经济作物之一，具有抗氧化、抗炎和抗菌作用．然而迄今为止，绿豆代谢物组成信息仍不完善．为了系统地定量研究绿豆代谢物组成，该研究利用DOSY，J-RES，COSY，TOCSY，HSQC，HMBC 和1D 1H NMR 谱图在鄂绿4 号（ElüNo.4）绿豆水相提取物中鉴定和归属了48 种代谢物，确定了绿豆中棉籽糖家族寡糖的构成，并且利用全弛豫谱对其中44 种代谢物进行了定量分析．

通过¹H NMR 研究了手性硫脲对布洛芬类药物的手性识别．在4-二甲氨基吡啶(DMAP)的参与下，硫脲对布洛芬类化合物显示出良好的识别效果，并且布洛芬对映异构体的α-H NMR 信号与硫脲和DMAP 无相互干扰．为了检测硫脲/DMAP 对手性布洛芬对映体纯度的分析能力，测定了若干ee.（对换体过量百分数）值的布洛芬溶液，与理论值吻.

磷脂酰胆碱（PC）是人和动物血液中大量存在的一类具有重要生物功能的磷脂，它和鞘磷脂一起形成了不同大小的密度脂蛋白，对血液中胆固醇等分子的转运和代谢起着至关重要的作用．脂蛋白中磷脂的组成和形态变化与某些疾病，如动脉粥样硬化、癌症和老年痴呆等的发生和发展密切相关，因此研究磷脂的组成形态将有助于明确磷脂的生物化学作用．该文采用一维(1D)和二维(2D) NMR 技术对PC 所形成的SUV (small unilamellar vesicle)结构进行了分析，通过对PC 磷脂头部氮甲基的检测分析，发现PC 所形成的SUV为较为稳定的双层结构，这表明通常的磷脂脂蛋白可能是一种双层膜结构，而非通常所认为的单层结构．

混油钻井液对色谱、光谱录井技术发现和评价油气层带来了严重影响．为了准确识别和定量评价混油钻井液条件下所钻遇的油层，创新采用高分辨率核磁共振录井技术随钻检测钻井液T2 谱及其含油率的变化．不同油品在钻井液中的混合实验结果表明，混油钻井液为水包油乳液，两种不同的油品在钻井液中难以混合，在T2 谱上呈现相互独立的峰，据此可以直观、准确地识别所钻遇的油层；并可根据归一法、外标法定量评价钻井液中的地层油含油率．经现场应用，取得了与室内实验相一致的效果，证明了该项技术的有效性．

设计了一款用于小型化铷原子钟锁相倍频器的窄带VCO(压控振荡器)电路．振荡电路采用了稳定性好的克拉泼电路方案．应用仿真软件对该电路进行仿真分析和优化设计．最终设计出的VCO 电路主要性能指标为：输出频率范围为440 MHz~470 MHz，频率调谐灵敏度为18 MHz/V，二次谐波抑制度为-15 dBc，由其构成的锁相倍频器实现了低相噪设计要求，使小型化铷原子钟具备了实现高的频率稳定度潜力．

流感病毒融合肽在流感病毒感染宿主细胞的过程中扮演关键角色，解析其三维结构是了解病毒融合机制的关键．融合肽结构的研究历经十几年，期间提出了多种融合模型和假说，至今仍然是科学家们感兴趣的热点问题．核磁共振方法是研究融合肽结构的主要手段之一，该文综述了该领域近几年的重要进展，以期对流感病毒融合肽的融合机制有更深入的认识．