In some aspects, polarization of a spin ensemble can be increased using cavity-based techniques. A magnetic resonance imaging (MRI) system includes a cavity and a resonator. The cavity is adapted to interact with a spin ensemble in an imaging subject in a static magnetic field. The resonator is adapted to generate an interaction between the cavity and the spin ensemble that increases polarization of the spin ensemble. In some implementations, the spin ensemble achieves a polarization that is higher than its thermal equilibrium polarization.Selon certains aspects, la polarisation d'un ensemble de spins peut être accrue à l'aide de techniques basées sur la cavité. Un système d'imagerie par résonance magnétique (IRM) comprend une cavité et un résonateur. La cavité est conçue pour avoir une interaction avec un ensemble de spins dans un sujet d'imagerie dans un champ magnétique statique. Le résonateur est conçu pour générer une interaction entre la cavité et l'ensemble de spins, ce qui augmente la polarisation de ce dernier. Selon certaines réalisations, l'ensemble de spins réalise une polarisation qui est supérieure à sa polarisation d'équilibre thermique.