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基于Rydberg原子的超宽频带射频传感器

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焦月春, 赵建明, 贾锁堂. 2018: 基于Rydberg原子的超宽频带射频传感器, 物理学报, 67(7): 117-125. doi: 10.7498/aps.67.20172636
引用本文: 焦月春, 赵建明, 贾锁堂. 2018: 基于Rydberg原子的超宽频带射频传感器, 物理学报, 67(7): 117-125. doi: 10.7498/aps.67.20172636
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Jiao Yue-Chun, Zhao Jian-Ming, Jia Suo-Tang. 2018: Broadband Rydberg atom-based radio-frequency field sensor, Acta Physica Sinica, 67(7): 117-125. doi: 10.7498/aps.67.20172636
Citation: Jiao Yue-Chun, Zhao Jian-Ming, Jia Suo-Tang. 2018: Broadband Rydberg atom-based radio-frequency field sensor, Acta Physica Sinica, 67(7): 117-125. doi: 10.7498/aps.67.20172636
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基于Rydberg原子的超宽频带射频传感器

  • 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学激光光谱研究所,太原030006 ;山西大学极端光学协同创新中心,太原030006

Broadband Rydberg atom-based radio-frequency field sensor

  • 摘要: Rydberg原子具有极大的极化率和微波跃迁偶极矩,对外界电磁场非常敏感,可实现基于Rydberg原子的超宽频带射频电场的高分辨高灵敏测量.通过Rydberg原子的全光学无损的电磁感应透明探测手段,可以实现基于原子的快速免校准宽频带(0.01-1000 GHz)外电场的精密测量.对于频率大于1 GHz的微波场,由微波场耦合相邻Rydberg能级形成的Autler-Townes分裂进行测量;而对于频率小于1 GHz的长波射频场,由Rydberg能级的射频边带能级进行测量.这种方法是基于原子能级参数,可溯源到基本物理常量,不依赖于外界参考;且对电场无干扰,易于实现微型化和集成化,具有广泛的应用前景.本文主要综述了基于Rydberg原子的外电场测量的最新研究进展,重点介绍长波长射频场的测量,包括电场强度、频率以及极化方向的测量,详细介绍了其测量原理和探测灵敏度,并讨论了其应用前景及未来发展方向.
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出版历程
  • 刊出日期:  2018-04-15

基于Rydberg原子的超宽频带射频传感器

  • 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学激光光谱研究所,太原030006 ;山西大学极端光学协同创新中心,太原030006

摘要: Rydberg原子具有极大的极化率和微波跃迁偶极矩,对外界电磁场非常敏感,可实现基于Rydberg原子的超宽频带射频电场的高分辨高灵敏测量.通过Rydberg原子的全光学无损的电磁感应透明探测手段,可以实现基于原子的快速免校准宽频带(0.01-1000 GHz)外电场的精密测量.对于频率大于1 GHz的微波场,由微波场耦合相邻Rydberg能级形成的Autler-Townes分裂进行测量;而对于频率小于1 GHz的长波射频场,由Rydberg能级的射频边带能级进行测量.这种方法是基于原子能级参数,可溯源到基本物理常量,不依赖于外界参考;且对电场无干扰,易于实现微型化和集成化,具有广泛的应用前景.本文主要综述了基于Rydberg原子的外电场测量的最新研究进展,重点介绍长波长射频场的测量,包括电场强度、频率以及极化方向的测量,详细介绍了其测量原理和探测灵敏度,并讨论了其应用前景及未来发展方向.

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