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报道了自行研制的L波段三维电子自旋共振成像(3D-ESRI)系统的整机结构及各部分性能指标.该系统主要由L波段ESR谱仪、三维梯度磁场装置、数据处理及图像重建软件组成.系统的微波频率为1.05 GHz;最大微波功率500 mW.采用3-环2-缝再进入式谐振腔,无载Q值＞1 000;最大测量体积为φ20 mm,高30 mm柱状水溶液样品.接收系统采用100kHz锁相放大电路,最大增益可达1×106;时间常数0.02 ms～1 s;磁场调制幅度＞0.5 mT.最大梯度磁场2 mT/cm;三维梯度线性度均优于5%;稳定度可达10-5;主磁场可在1.6～96 mT范围内任意点选择扫场起始点;在0.2～16 mT范围选择磁场扫描宽度.数据系统为12位A/D实现数据采集,三路8位D/A控制梯度磁场.采用滤波反投影法实现图像重建,成像功能包括:二维、三维自旋浓度成像;等浓度线2D图像显示;3D立体和断层图像显示等.对水溶液和固体模型样品进行ESR成像的结果表明:本系统可以开展较大体积生物样品的ESRI研究.