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基于里德堡原子的微波电场测量技术 被引量：1
1
作者 安强 姚佳伟 林沂 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期729-738,共10页
微波电场测量是电子信息系统的核心技术之一,在雷达、通信、导航、电磁频谱监测等领域应用极其广泛.然而,随着应用需求的不断提高,传统的微波电场测量技术在接收灵敏度、精确度、工作带宽、天线尺寸等方面面临极大挑战.里德堡原子具有... 微波电场测量是电子信息系统的核心技术之一,在雷达、通信、导航、电磁频谱监测等领域应用极其广泛.然而,随着应用需求的不断提高,传统的微波电场测量技术在接收灵敏度、精确度、工作带宽、天线尺寸等方面面临极大挑战.里德堡原子具有较大的电偶极矩,对外电场的响应极为敏感,尤其是里德堡能级间共振频率的微波电场.基于里德堡原子与微波电场的量子相干效应(Autler-Townes分裂效应和AC-Stark效应),可实现微波电场的高灵敏度测量,是一种有别于传统的新型微波电场测量技术.本文主要综述了基于里德堡原子的微波电场测量技术的基本原理、研究进展、技术优势,并对其未来发展方向和应用前景进行了展望. 展开更多
关键词 里德堡原子 微波电场测量 电磁诱导透明(EIT)效应 Autler-Townes分裂 量子相干效应
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全红外光激发里德堡原子微波电场测量 被引量：1
2
作者 游书航 蔡明皓 +1 位作者 张浩安 刘红平 《导航定位与授时》 CSCD 2023年第2期1-6,共6页
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... 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·cm^(-1)/Hz。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。 展开更多
关键词 里德堡原子 电磁诱导透明(吸收) 微波电场强度测量 超外差接收
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一维驻波场增强的里德堡原子微波测量
3
作者 李可 田建飞 +2 位作者 张好 景明勇 张临杰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期252-260,共9页
研究了基于里德堡原子电磁诱导透明效应的耦合光一维驻波场增强的微波电场传感。利用模式匹配反射光场,在高增透镀膜的铯原子气室中形成了里德堡原子三能级体系中耦合光的一维驻波场,并在此基础上进行了幅度调制微波电场测量。实验结果... 研究了基于里德堡原子电磁诱导透明效应的耦合光一维驻波场增强的微波电场传感。利用模式匹配反射光场,在高增透镀膜的铯原子气室中形成了里德堡原子三能级体系中耦合光的一维驻波场,并在此基础上进行了幅度调制微波电场测量。实验结果表明,在不额外增加耦合光激光器输出功率的情况下,一维耦合光驻波场导致了耦合光功率的相干增强,电磁诱导透明光谱强度和线宽都显著增加。详细比较了一维驻波场增强与直接增加耦合光功率在测量不同功率微波时的表现,结果表明在较低微波功率下一维驻波场增强测量微波频率信噪比提升约4 dB,瞬时带宽增加1.38倍,同时频率响应曲线更为平坦;在较高微波功率条件下,无驻波场存在的微波响应曲线呈现出明显的双峰形态,而一维驻波场的形成可有效消除双峰特征,表现为平坦响应特征。研究结果对实现低功耗、频率响应曲线平坦、自校准微波电场测量传感器具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 里德堡原子 一维驻波场 电磁诱导透明光谱 微波电场测量 阶梯型三能级系统
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基于里德堡原子EIT的微波电场感知 被引量：1
4
作者 梁敏 孟宪川 +2 位作者 王静 林丽丹 彭延东 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期119-126,共8页
基于里德堡原子电磁诱导透明(EIT)效应的微波电场感知是当前微波信号精密测量和成像领域的研究热点之一。分析了里德堡原子微波电场计的测量原理,介绍了腔内EIT效应增强的微波电场测量方案,光学腔耦合效应压窄光谱线宽,提高了系统的探... 基于里德堡原子电磁诱导透明(EIT)效应的微波电场感知是当前微波信号精密测量和成像领域的研究热点之一。分析了里德堡原子微波电场计的测量原理,介绍了腔内EIT效应增强的微波电场测量方案,光学腔耦合效应压窄光谱线宽,提高了系统的探测灵敏度和鲁棒性;介绍了基于双EIT效应的强度和频率感知微波电场的方法,利用双EIT系统干涉效应压窄光谱线宽,提高了测量精度,而且考虑原子气体多普勒效应后,微波电场的探测灵敏度提高了大约10倍;进一步分析了双EIT系统色散特性,发现暗态间相互作用可以显著提高EIT窗口处的色散,通过相位检测方法感知微波电场信号,具有信噪比高、灵敏度强等特点;最后,介绍了基于双EIT的微波电场非线性测量方案,双EIT系统干涉效应可以大大提高其光学非线性,非线性光谱线宽远小于线性情况,将最小可探测微波电场强度提高一个数量级以上,并用缀饰态理论很好地解释了光谱变化特性。 展开更多
关键词 微波电场测量 里德堡原子 电磁诱导透明效应 色散测量
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基于原子传感器的电磁信息感知测量
5
作者 鲜佩 吴峰 《电子信息对抗技术》 北大核心 2022年第4期5-8,共4页
传统以电子学为基础的电磁信息感知体制,受金属天线和经典接收机限制,存在灵敏度、动态范围、测量精度和低天线孔径RCS等性能提升的需求。以原子为媒介的量子精密测量技术,通过空间电磁场与原子作用导致原子量子态的变化,精确感知空间... 传统以电子学为基础的电磁信息感知体制,受金属天线和经典接收机限制,存在灵敏度、动态范围、测量精度和低天线孔径RCS等性能提升的需求。以原子为媒介的量子精密测量技术,通过空间电磁场与原子作用导致原子量子态的变化,精确感知空间电磁场信息,对于解决现阶段电子侦察领域面临的共性瓶颈问题、提升未来电子战作战能力具有广阔应用潜力。 展开更多
关键词 里德堡原子 微波电场测量 量子精密测量
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