基于里德堡原子EIT的微波电场感知

梁敏; 孟宪川; 王静; 林丽丹; 彭延东

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.014

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (02) : 119 -126. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.014

基于里德堡原子EIT的微波电场感知

梁敏, 孟宪川, 王静, 林丽丹, 彭延东

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摘要

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。