一种测量微波电场强度的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种测量微波电场强度的装置和方法，属于微波通信微波电场领域，所述包括探测光光源、耦合光光源、铷原子样品池、待测微波电场、辅助微波电场、光电探测器、第一声光调制器、示波器。本发明专利技术采用辅助微波电场缀饰的里德堡原子电磁感应透明和AT分裂作为探针，测量待测微波场的电场幅度，将可直接溯源至普朗克常数的弱微波电场的探测下限提升了一到两个数量级。

【技术实现步骤摘要】
一种测量微波电场强度的装置和方法
本专利技术属于微波电场领域，具体涉及一种测量微波电场强度的装置和方法。
技术介绍
微波电场中电场强度的精确测量在通讯以及军事科技等领域具有重大的意义，里德堡原子由于具有大的电偶极矩，对外场十分敏感，相邻里德堡能级的跃迁频率在微波波段，并且相邻里德堡态之间的跃迁偶极矩非常大，对微波十分敏感，因此在微波电场强度的测量、微波通讯等方面有非常大的应用前景。在利用里德堡原子测量微波电场的实验中，当待测微波电场的强度大到足以引起明显的电磁感应透明(EIT)和AT分裂时，人们可以利用电磁感应透明(EIT)和AT分裂间距得到微波电场强度，当待测微波电场的强度小到电磁感应透明(EIT)和AT分裂不可区分时，就不能用电磁感应透明(EIT)和AT分裂来表征微波电场的强度，此时人们用探测光强透过率的变化来表征待测微波电场强度的大小，但这样的测量方式容易受到外界环境干扰，影响测量精度，因此如何测量更高精度的微波电场强度是亟需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中缺陷，本专利技术提出了一种测量微波电场强度的装置和方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量微波电场强度的装置，其特征在于，包括探测光光源、耦合光光源、铷原子样品池、待测微波电场、辅助微波电场、光电探测器、第一声光调制器、示波器，/n所述探测光光源用于发出探测光，穿过铷原子样品池，激发铷原子从第一能级跃迁到第二能级；/n所述耦合光光源用于发出耦合光，穿过铷原子样品池，激发铷原子从第二能级跃迁到第三能级里德堡态；/n所述辅助微波电场对处于第三能级和第五能级的里德堡原子进行缀饰，使第三能级里德堡原子产生第一次里德堡电磁感应透明和AT分裂；/n所述待测微波电场对处于第三能级和第四能级的里德堡原子进行缀饰，使第三能级里德堡原子在所述第一次里德堡电磁感应透明和AT分裂的基础上产生第...

【技术特征摘要】
1.一种测量微波电场强度的装置，其特征在于，包括探测光光源、耦合光光源、铷原子样品池、待测微波电场、辅助微波电场、光电探测器、第一声光调制器、示波器，
所述探测光光源用于发出探测光，穿过铷原子样品池，激发铷原子从第一能级跃迁到第二能级；
所述耦合光光源用于发出耦合光，穿过铷原子样品池，激发铷原子从第二能级跃迁到第三能级里德堡态；
所述辅助微波电场对处于第三能级和第五能级的里德堡原子进行缀饰，使第三能级里德堡原子产生第一次里德堡电磁感应透明和AT分裂；
所述待测微波电场对处于第三能级和第四能级的里德堡原子进行缀饰，使第三能级里德堡原子在所述第一次里德堡电磁感应透明和AT分裂的基础上产生第二次里德堡电磁感应透明和AT分裂；
所述第一声光调制器，连接探测光光源，在探测光的共振跃迁线上频率附近对探测光的频率进行扫描；
所述光电探测器在探测光穿过铷原子样品池后的一侧，用于接收探测光信号，接收由第一声光调制器对探测光的频率扫描所产生的第二次里德堡电磁感应透明和AT分裂光谱，并送入示波器中；
所述示波器，用于接收所述第二次里德堡电磁感应透明和AT分裂光谱，确定AT分裂间隔大小，通过AT分裂间隔与微波电场强度的关系确定待测微波电场强度。


2.如权利要求1所述的一种测量微波电场强度的装置，其特征在于，装置还包括第二声光调制器，与耦合光光源连接，用于产生调幅信号，将耦合光的强度进行调幅，以提高所述光谱的信噪比。


3.如权利要求2所述的一种测量微波电场强度的装置，其特征在于，装置还包括锁相放大器，锁相放大器的第一端与光电探测器及第二声光调制器连接，锁相放大器的第二端与示波器连接，用于接收光电探测器的所述第二次里德堡电磁感应透明和AT分裂光谱和第二声光调制器的所述调幅信号，将所述调幅信号作为锁相放大器的解调参考输入，解调第二次里德堡电磁感应透明和AT分裂光谱，将解调之后的光谱送到示波器进行采集，示波器接收所述解调之后的光谱，确定AT分裂间隔大小，通过AT分裂间隔与微波电场强度的关系确定待测微波电场强度。


4.如权利要求1所述的一种测量微波电场强度的装置，其特征在于，所述辅助微波电场与所述待测...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾凤东，谢锋，张剑，刘修彬，梅炅，张怀宇，钟志萍，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京;11