全红外光激发里德堡原子微波电场测量

基于高激发里德堡原子的微波电场测量技术与传统金属天线相比有诸多优越性,是未来微波电场高精度测量的重要方案之一。采用全红外光激发里德堡原子的方案不再依赖复杂而昂贵的短波长激光器,大大减小了激光器系统的体积与能耗。在三红外光级联激发里德堡铷原子的过程中,发现了中间态对应的双光梯形电磁诱导透明光学参数对三光激发里德堡态电磁诱导吸收峰信噪比具有重要影响,因此采用光失谐方法能很好地优化三光EIA光谱。利用微波场下的Autler-Townes分裂效应和标准天线方法对微波喇叭天线发射的微波电场实现精确的校准,并以此为基础通过超外差接收技术成功探测到本地场与信号场所形成的拍频信号,得到了拍频光电信号与信号场强度之间的线性关系。最终通过实验噪声基底的噪声功率谱得到三红外光里德堡铷原子微波测量的极限灵敏度为37.5(5.5) nV·■。采用三束红外光激发的方法为研制小型里德堡原子微波电场探测仪器奠定了物理基础。     

里德堡原子微波传感器

微波传感器现广泛应用于商业、军事、勘测等领域,而传统传感器已经无法满足现实的需求,因此需要一种新型微波传感器来实现弱场的测量。针对传统的微波偶极振子传感器灵敏度低、测量时需要校准、自带天线会影响测量、工作频段窄等问题,介绍了一种基于里德堡原子的微波传感器。这种传感器不仅能够更好地对弱场进行探测,还能传递基带信号,达到无线通信的目的。从基本的物理原理对里德堡原子微波传感器进行了详细的介绍,对掌握微波弱电场探测原理与技术基本知识以及进一步推广和应用具有重要的意义。