基于Rydberg原子的高灵敏微波探测与通信

摘要：

利用Rydberg原子作为微波传感器实现了微弱场的测量与通信.在铯原子蒸气池中,相向传输的探测光(852 nm)和耦合光(510 nm)与铯原子相互作用形成阶梯型三能级电磁感应透明光谱,用于实现Rydberg原子的光学探测.频率约为2.19 GHz的强微波场作为本地场(EL),共振耦合相邻的两个Rydberg能级|68D5/2〉和|69P3/2〉δf,与具有一定失谐的待测微弱信号场(ES)同时作用于Rydberg原子.Rydberg原子作为微波混频器可直接读出两束微波的差频信号,实现待测信号场的高灵敏探测,对应的最小测量值为E0=1.7μV/cm,频率分辨率小于1 Hz.在此基础上,对微弱信号场进行编码,实验上很好地还原了加载到微波弱场上的基带信号,测量的传输带宽达200 MHz,实现了微弱场条件下的通信.

关键词：Rydberg原子、微弱电磁场测量、通信

所属期刊栏目：70

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金重点项目;国家自然科学基金;长江学者和创新团队发展计划;山西省1331计划资助的课题

在线出版日期：2021-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：90-96