The present thesis deals with the concept of cooperative (COOP) pulses that are designed to cancel each other’s imperfections and act in a cooperative manner. Multi-scan COOP pulses are applied in several scans and at the same position in a pulse sequence so that undesired signal contributions can be canceled. They complement and generalize phase cycles and difference spectroscopy. We experimentally demonstrate their advantages for broadband and band-selective pulses. Single-scan cooperative (S²-COOP) pulses are applied at different positions of a pulse sequence in a single scan. They can be used to find generalized solutions for common building blocks in NMR spectroscopy. The advantage of the S²-COOP approach is demonstrated in theory and experiment for NOESY-type frequency-labeling blocks. Optimal tracking is a generalization of the gradient ascent pulse engineering (GRAPE) algorithm which allows for the design of pulse sequences that steer the evolution of an ensemble of spin systems such that at defined points in time, a specific trajectory of the density operator is tracked as closely as possible. Optimal tracking has been used for the design of low-power heteronuclear decoupling sequences for in vivo applications. Here, we present the theory of cooperative tracking representing a generalization of optimal tracking and multi-scan COOP pulses. Cooperative tracking pulses, multi-scan and single-scan COOP pulses can be efficiently optimized with extended versions of the GRAPE algorithm.     «

The present thesis deals with the concept of cooperative (COOP) pulses that are designed to cancel each other’s imperfections and act in a cooperative manner. Multi-scan COOP pulses are applied in several scans and at the same position in a pulse sequence so that undesired signal contributions can be canceled. They complement and generalize phase cycles and difference spectroscopy. We experimentally demonstrate their advantages for broadband and band-selective pulses. Single-scan cooperative...     »

Die vorliegende Arbeit behandelt das Konzept kooperativer (COOP) Pulse, die dazu ausgelegt sind, ihre Imperfektionen gegenseitig auszugleichen und auf kooperative Weise zu wirken. Multi-Scan COOP Pulse werden in mehreren Scans an der gleichen Stelle einer Pulssequenz eingesetzt, sodass sich unerwünschte Signalbeiträge gegenseitig aufheben können. Sie ergänzen und verallgemeinern Phasenzyklen und Differenzspektroskopie. In Experimenten zeigen wir ihre Vorteile als breitbandige und bandselektive Pulse. Single-Scan-kooperative (S²-COOP) Pulse werden an verschiedenen Positionen einer Pulssequenz in einem Scan eingesetzt. Sie können dazu verwendet werden, um verallgemeinerte Lösungen für gängige Bausteine in der NMR-Spektroskopie zu finden. Vorteile des S²-COOP-Verfahrens werden theoretisch und experimentell anhand NOESY-artiger Evolutionssequenzen aufgezeigt. Optimal Tracking ist eine Verallgemeinerung des gradient ascent pulse engineering (GRAPE) Algorithmus’, die es ermöglicht, Pulssequenzen zu entwickeln, die die Evolution eines Ensembles von Spinsystemen derart steuern, dass zu bestimmten Zeitpunkten einer spezifischen Trajektorie des Dichteoperators so genau wie möglich gefolgt wird. Mit Optimal Tracking wurden bereits heteronukleare Entkopplungssequenzen mit niedriger Leistung für in vivo Anwendungen entwickelt. Hier erläutern wir die Theorie des Cooperative Tracking, einer Verallgemeinerung von Optimal Tracking und multi-scan COOP Pulsen. Cooperative Tracking Pulse, multi-scan und single-scan COOP Pulse können mit erweiterten Versionen des GRAPE-Algorithmus’ effizient optimiert werden.     «

Die vorliegende Arbeit behandelt das Konzept kooperativer (COOP) Pulse, die dazu ausgelegt sind, ihre Imperfektionen gegenseitig auszugleichen und auf kooperative Weise zu wirken. Multi-Scan COOP Pulse werden in mehreren Scans an der gleichen Stelle einer Pulssequenz eingesetzt, sodass sich unerwünschte Signalbeiträge gegenseitig aufheben können. Sie ergänzen und verallgemeinern Phasenzyklen und Differenzspektroskopie. In Experimenten zeigen wir ihre Vorteile als breitbandige und bandselektive...     »