单个端子并且共振器的另一末端可以保持开放，或者由诸如50欧姆电阻性负载等 的电路负载所终止。在这种情况下，单个端子可以用于传输和检测这二者。可以将如图1、 2A、2B和2C中所示的具有两个端子的示例共振器装置修改为仅具有单个端子。例如，可以 从共振器装置中省略两个端子之一，或者可以将共振器装置修改为通过单个端子来工作。
[0029] 在一些实现中，分段通过各共振器的两个末端上的介电间隙末端耦合至共振器。 端子和共振器可以电容性耦合在各个介电间隙两端。通过共振器和端子分段之间的末端耦 合可以将输入信号同相地传送至各共振器。共振器可以沿着各自的侧面彼此边缘耦合。共 振器的阵列可以作为半波共振器、单波共振器或多半波共振器工作，并且各共振器都可以 与其它共振器同相地承载输入信号。承载输入信号的共振器的阵列可以在共振器上方和附 近的局部区域中生成均一磁场。
[0030] 图1是示例共振器装置100的示意性立体图。图1示意性地示出了示例共振器装 置100的各种特征；参考图2A、2B和2C示出和说明了示例尺寸和几何形状。示例共振装置 100可以被操作以在共振器装置100上方的样品区域160中产生时间变化磁场。例如，共振 器装置100可以产生被配置成对样品区域160中的核自旋或电子自旋进行操作的无线频率 (rf)或微波频率（yf)。
[0031] 图1中所示的示例共振器装置100包括两个端子IlOa和IlOb以及端子IlOa和 IlOb之间的共振器的阵列120。端子IlOa和110b、以及共振器的阵列120连同接地平面 142可以限定介电基板130的上表面132上的包括任何金属材料（例如，导电材料和超导 电材料等）的微带传输线结构，其中介电基板130的上表面132与介电基板130的下表面 134上的接地平面142分离。介电基板130可以由诸如例如蓝宝石、硅、石英或其它类型的 非磁性介电晶体材料等的介电材料制成。共振器装置可以包括附加或不同的特征，并且共 振器装置的特征可以按所示结构中或者其它结构进行配置。
[0032] 如图1中示意性地示出，各端子IlOa和IlOb分别包括布置在基板130的上表面 132上的导体Illa和111b。各导体Illa和Illb的主体分别具有输入侧112a和112b以 及分段侧114a和114b。各分段侧114a和114b分别包括从主体向共振器的阵列120延伸 的分段组116a和分段组116b。将分段侧114a和114b示出为各自包括四个分段116a和 116b。在各种实现中，各端子可以包括2个分段（例如，如图2A或者其它结构中那样）、4 个分段（例如，如图2B或者其它结构中那样）、8个分段（例如，如图2C或者其它结构中那 样）、16个分段、32个分段、64个分段或者一般的2的幂次方个分段。端子IlOa和IlOb在 共振器的阵列120的相对侧上彼此对齐，以使得一个端子IlOa上的各分段116a与另一个 端子IlOb上的分段116b的一个对应分段对齐。
[0033] 如图1中示意性地示出，共振器的阵列120中的各共振器分别包括布置在基板130 的上表面132上的导体122。各导体122都在分段116a之一和各个相对的分段116b之一 之间对齐。各导体122都是长形的，并且包括两个末端124a和124b。各导体122的第一末 端124a电容性親合至各端子分段116a，而各导体122的第二相对末端124b电容性親合至 各端子分段116b。共振器的阵列120可以包括2个共振器（例如，如图2A或者其它结构中 那样）、4个共振器（例如图2B或者其它结构中那样）、8个共振器（例如图2C或者其它结 构中那样）、16个共振器、32个共振器、64个共振器或者一般的2的幂次方个共振器。
[0034] 在图1所示的示例中，介电间隙140a限定在各导体122的第一末端124a和分段 116a之间。类似地，介电间隙140b限定在各导体122的第二末端124b和分段116b之间。 介电间隙140a和140b可以包括真空、介电材料（例如蓝宝石、硅和石英等）或者真空和介 电材料的组合。端子分段116a和116b可以用作经由介电间隙114a和114b耦合至共振器 的阵列120的馈线。在一些实现中，各共振器120电容性地末端耦合至各末端处的对应分 段。在操作期间的一些示例中，所有共振器120都从同一对端子IlOa和IlOb经历电磁等 效的馈线路径，并且共振器120可以以其基频同相地共振。
[0035] 在一些实现中，各端子IlOa和IlOb的主体都包括输入侧112a和112b与各分段 侧114a和114b之间的分支结构。分支结构可以用作将来自端子输入侧112a和112b的功 率分割并传送至端子分段116a和116b的功率分割器。在一些不例中，分支结构可以包括 端子输入侧112a和112b与各分段侧114a和114b之间的连续级（或者分割阶段）。在一 些示例中，分支结构可以被配置成实现各分割阶段处的期望分支阻抗。例如，分支结构被 设计成匹配特定的分割阶段中的分支的所有输入阻抗，以改进（例如，提高、最大化、最优 化或者其它改进）功率传输并且减少信号反射。在一些实现中，各级中的单独分支可以具 有前一级中的单独分支的阻抗的两倍的阻抗。在一些实现中，功率分割器可以包括例如锥 形的分支部分，以调整用于匹配阻抗的线。端子IlOa和IlOb示出了分别具有四个端子分 段116a和116b的示例分支结构。图2A、图2B和图2C中示出了一些示例分支结构。端子 IlOa和IlOb可以具有其它类型的结构。
[0036] 在一些实现中，各共振器120都具有微带结构，在微带结构中，上表面132上的导 体122各自与下表面134上的公共接地平面142进行交互。在一些实现中，示例共振器120 可以是彼此相同的。在一些示例中，导体122彼此平行，其中各对相邻的导体122之间的间 距相等。这里，"平行"广泛用于描述精确平行或者在考虑到结构的最大长度尺度的情况下 大致平行的结构。例如，在两个结构的相邻侧、中心线或者其它主导结构特征都平行或者仅 包括相对于平行的非显著的偏离的情况下，可以将这两个结构视为平行。
[0037] 示例共振器120可以基于期望共振频率的波长来设置尺寸。例如，共振器120的 长度（例如，从一个末端124a到另一末端124b)可以被设计成在操作的期望频率（例如， Coy = IOGHz)附近产生第一共振。各共振器120可以是半波共振器、全波共振器或者多半 波共振器。例如，如果期望共振频率是A，则共振器120可以具有A/2、A、3A/2、2人等 长度。
[0038] 共振器120可以被配置成在相同的微波共振频率处共振。在一些示例中，例如通 过针对各共振器120使用半波共振器，共振器120可以被配置成生成在共振器的半波分段 的中心处具有最大场强的磁场。在一些实现中，共振器120可以是彼此边缘耦合的，以使得 各共振器所生成的磁场与一个或多个相邻共振器所生成的磁场发生干涉。在某些情况下， 共振器120在与表面132垂直的方向上产生平面内均一场。
[0039] 端子IlOa和IlOb的导体Illa和Illb以及共振器120的导体122可以在基板 130的上表面132上形成平面线圈。上表面132上的示例平面线圈延伸至上表面132上方 的某个高度，并且该平面线圈具有小的长径比。这里，"平面"广泛用于描述平面尺寸（长度 和宽度）之一或二者与高度尺寸相比显著更大的结构。在一些示例中，平面结构在其平面 范围上具有大致均一的高度（例如，与结构的整体长度和宽度相比）。在一些实现中，平面 表面线圈可以接收输入信号（例如，通过端子输入侧112a)，并且将信号以相同方向传导穿 过各平行的共振器120,并且在样品区域160中生成磁场。
[0040] 在一些实现中，端子IlOa和IlOb以及共振器120被配置成超导电传输线。端子 IlOa和IlOb的导电材料、以及共振器120的导电材料可由诸如例如铌、铌钛、氮化铌、铝、 钇、氧化钇钡铜（又称为"YBC0"）或其它适当的材料等的超导电材料制成。端子IlOa和 IlOb的导电材料以及共振器120的导体122可由诸如例如包括铜、金等的非超导电材料等 的其它类型的导电材料制成。通过标准沉积技术可以将导电材料沉积在基板130上。基于 标准加工技术，可以对基板130进行蚀刻或调整。
[0041] 图1中所示的示例样品区域160位于与基板130相对地邻接于表面线圈处。样 品区域160可以是平面体积或者其它类型的体积。在一些示例中，共振器120所生成的 磁场在整个样品区域160上都是均一的。例如，样品区域160可以包括在操作期间共振 器120所生成的瞬时磁场是均匀的（与表面132平行的）平面。样品区域160包括用 于ESR应用或实验、或者用于附加或不同的应用的样品。在一些实现中，这些样品可以包 括例如朗格缪尔?布洛杰特（Langmuir-Blodgett)膜、高分子膜和生物膜等的薄平面样 品。共振器装置100的一些示例应用可以包括使用具有自由基的朗格缪尔?布洛杰特 (Langmuir-Blodgett)膜来进行量子计算和使用生物膜来例如标记电子、以及使用ESR来 研究膜结合蛋白。
[0042] 在一些实现中（例如，用于脉冲ESR应用等），可以将示例共振装置100和样品放 置在外部静止磁场（B。）中。该外部磁场可以与上表面132和下表面134平行，以使得外部 场线不贯通表面线圈的超导电材料。该外部磁场可以对样品中的电子自旋进行偏置。在外 部磁场中，电子