一种基于冷原子的微波功率测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于冷原子的微波功率测量装置及测量方法，测量装置包括微波腔、截止波导、矩形波导、冷原子真空腔。从微波腔的上下端面通入冷却光制备冷原子，再利用激光器产生的耦合光和探测光将微波腔中的冷原子从基态相干激发到里德堡态，调节耦合光和探测光频率产生适当的失谐量，并达到双光子共振条件；同时微波源产生的微波馈入微波腔侧面的矩形波导，再耦合进腔内与冷原子作用，则探测光的拉曼吸收峰发生劈裂；通过拟合出拉曼吸收峰的劈裂间隔，便可计算出微波功率大小。本发明专利技术利用电磁诱导吸收效应绝热消除中间态抑制了自发辐射，得到亚自然线宽的拉曼吸收谱线信号，从而提高了微波功率测量的精度，在微波功率溯源方面具有重要价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于冷原子的微波功率测量装置及测量方法
本专利技术涉及量子精密测量
，具体涉及一种基于冷原子的微波功率测量装置及测量方法。
技术介绍
近年来，基于对物理量的量子精密测量得到了快速发展，此方法可溯源至基本物理常数。2012年，美国Oklahoma大学的Shaffer研究组在铷里德堡原子泡中，利用EIT和AT(Autler-Townes)分裂效应，将微波电场强度的测量转化为光学频率测量，从而溯源至普朗克常数，实现了对微波电场强度的精密测量，测到的最小电场强度为8μVcm-1，灵敏度为30μVcm-1Hz-1/2，弥补了传统偶极天线测量的缺陷。2018年，美国国家标准与技术研究院(NIST)在铷里德堡原子泡中，利用EIT和AT(Autler-Townes)分裂效应，完成了对矩形波导内微波功率的溯源测量。他们将微波馈入矩形波导，通过测量波导中最大微波电场强度，来对微波功率进行溯源测量。但是，根据目前的实验测量和理论分析表明，热原子系综由于存在不均匀的多普勒效应，使得EIT线宽较宽，测量精度受到限制。且基于冷原子的测量装置大多体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于冷原子的微波功率测量装置，其特征在于，包括微波腔、第一截止波导、第二截止波导、第三截止波导、第四截止波导、第五截止波导、矩形波导以及真空冷原子腔；/n所述微波腔上端面开有两个小孔，该小孔连接第一截止波导，第一截止波导用于通入第一冷却光，同时防止微波腔腔内电磁场的泄露；/n所述微波腔下端面开有两个小孔，该小孔连接第二截止波导，第二截止波导用于通入第二冷却光，同时防止微波腔腔内电磁场的泄露；/n所述微波腔侧壁开有四个小孔，其中一个小孔连接矩形波导，矩形波导用于馈入微波，外部微波信号与矩形波导之间的天线耦合，再馈入微波腔内；/n所述微波腔侧壁上其中两个对称的小孔分别一一对应连接第三截止波...

【技术特征摘要】
1.一种基于冷原子的微波功率测量装置，其特征在于，包括微波腔、第一截止波导、第二截止波导、第三截止波导、第四截止波导、第五截止波导、矩形波导以及真空冷原子腔；
所述微波腔上端面开有两个小孔，该小孔连接第一截止波导，第一截止波导用于通入第一冷却光，同时防止微波腔腔内电磁场的泄露；
所述微波腔下端面开有两个小孔，该小孔连接第二截止波导，第二截止波导用于通入第二冷却光，同时防止微波腔腔内电磁场的泄露；
所述微波腔侧壁开有四个小孔，其中一个小孔连接矩形波导，矩形波导用于馈入微波，外部微波信号与矩形波导之间的天线耦合，再馈入微波腔内；
所述微波腔侧壁上其中两个对称的小孔分别一一对应连接第三截止波导和第四截止波导，第三截止波导用于通入探测光，同时防止微波腔腔内电磁场的泄露；第四截止波导用于通入耦合光，同时防止微波腔腔内电磁场的泄露；
所述微波腔侧壁上最后一个小孔连接第五截止波导，第五截止波导用于微波腔内的真空冷原子腔与外部抽真空设备连接。


2.根据权利要求1所述的基于冷原子的微波功率测量装置，其特征在于，所述微波腔为圆柱形微波腔，由无氧铜材料加工而成。


3.根据权利要求1所述的基于冷原子的微波功率测量装置，其特征在于，所述微波腔的微波电场沿纵向均匀分布在中心轴线处。


4.根据权利要求1所述的基于冷原子的微波功率测量装置，其特征在于，所述微波腔的上、下端面内侧为镀银高抛光镜面，具有镜面反射特性。


5.根据权利要求1所述的基于冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨书哲，陈常军，廖开宇，张新定，颜辉，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44