氮原子核广泛地存在于各种化学、生物分子中.尽管14N有很高的自然丰度,但是一直以来都被认为是较难研究的核.由于它的自旋量子数为1,四极耦合常数大,弛豫时间短都导致了其核磁共振信号较差.这里我们利用优化控制理论和数值计算方法对14N的多个脉冲进行了优化,这些脉冲包括激发脉冲,重聚脉冲和反转脉冲.优化脉冲的优点是脉冲所用的射频场功率远低于传统脉冲所需功率,并且时间短,效率高.我们以丙氨酸分子中14N的参数为例(其四极耦合为1.18MHz,对称系数为0.5),当设置脉冲宽度为200us,魔角转速为62.5kHz,射频功率最大为50kHz时计算出了相应的优化脉冲,同时我们将模拟的优化脉冲的激化谱线与功率为50kHz的传统矩形脉冲进行了对比,比较的结果显示优化脉冲的效率更高.图1展示了计算得到的优化脉冲的幅度(a)和相位(b),图2为与传统脉冲的对比图.结果显示优化的脉冲序列在低功率的射频场中得到的14N信号比远强于传统的90°脉冲.