基于随机共振增强的里德堡原子微波测量及接收装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于随机共振增强的里德堡原子微波测量及接收装置主要包括将符合预定要求的探测光和耦合光分别加载到原子气室中形成双稳态系统，之后便可以利用该双稳态系统对加载到原子气室的待测微波和本振微波基于随机共振原理实现微波信号的测量，以及实现微波信号的接收。因而本发明专利技术实施例能够利用噪音实现噪音

【技术实现步骤摘要】
基于随机共振增强的里德堡原子微波测量及接收装置


[0001]本专利技术涉微波信号处理
，尤其涉及一种基于随机共振增强的里德堡原子微波测量及接收装置。

技术介绍

[0002]在通信系统中，接收机的输入信号通常比较微弱，而检波器则需要有足够大的输入信号才能正常检出输入的微波信号中的有用信息。为此需要有足够大的高频增益将输入信号放大。
[0003]目前，广泛应用的超外差接收机主要是依靠频率固定的中频放大器放大信号。具体地，超外差接收机是利用本地产生的振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为预先确定的频率的方法，以通过这种方法适应远程通信对高频率、弱信号接收的需要。其广泛应用于远程信号的接收，及测量技术等方面。
[0004]然而，上述超外差技术存在如下限制：(1)对于待测信号响应在探测装置低噪音下的信号无法被探测到；(2)对于淹没在强噪音背景下的信号无法被有效探测到。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种基于随机共振增强的里德堡原子微波测量及接收装置，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种基于随机共振增强的里德堡原子微波测量装置，包括探测光单元、耦合光单元、原子气室及微波测量单元，其中：
[0009]探测光单元，用于生成符合预定要求的探测光，并通过所述探测光在Rb原子气室中将原子的基态和低激发态共振；
[0010]耦合光单元，用于生成符合预定要求的耦合光，并通过所述耦合光在原子气室中将原子的基态与里德堡激发态共振；
[0011]原子气室，用于形成双稳态系统；
[0012]微波测量单元，用于利用所述原子气室中的双稳态系统，基于随机共振原理实现微波信号的测量。
[0013]所述原子气室为铷Rb原子气室或铯原子气室；若所述原子气室为Rb原子气室，则所述符合预定要求的探测光包括780
±
0.5nm探测光，所述符合预定要求的耦合光包括480
±
0.5nm耦合光。
[0014]所述探测光为780nm激光，且所述780nm激光首先通过饱和吸收谱方法锁定到Rb原子基态能级5S1/2，F＝1和5P3/2，F＝2，3的交叉峰上，再通过声光调制器双通过结构移频133.6MHz到5S1/2，F＝1和5P3/2，F＝2共振频率上。
[0015]所述里德堡激发态的波长为小于480.083nm，且为nD5/2态，n为主量子数，n＞50。
[0016]所述耦合光由480nm激光器生成，所述480nm激光器可以由1.4W的激光放大器960倍频得来，且具体使用外腔式倍频，在960nm激光上产生一个10MHz的边带并利用PDH锁频方法将倍频腔锁定在基频光上，以获得400mW的480nm激光。
[0017]所述Rb原子气室规格为根据激光的功率及聚焦的光束腰斑半径大小确定。
[0018]所述Rb原子气室还包括待测微波输入接口和本振微波输入接口，用于向所述Rb原子气室引入待测微波及本振微波。
[0019]该装置还包括对所述本振微波进行振幅调制以产生噪音；或者，将所述待测微波隐藏于噪音中传输。
[0020]该装置还包括对拍频信号进行放大处理，所述拍频信号是指所述Rb原子气室中本振微波与待测微波产生的拍频信号。
[0021]一种基于随机共振增强的里德堡原子微波接收装置，包括上述基于随机共振增强的里德堡原子微波测量装置，及微波信号接收单元；所述微波信号接收单元用于根据所述基于随机共振增强的里德堡原子微波测量装置的微波信号测量结果进行信号的接收处理。
[0022]与现有技术相比，本专利技术所提供的基于随机共振增强的里德堡原子微波测量及接收装置能够利用噪音实现噪音
‑
信号随机共振实现强噪音背景下的弱微波信号测量，以增加微波测量精度；以及解决强噪音背景下的微波通信问题，保证微波信号的接收效果。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0024]图1为本专利技术实施例提供的装置的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例提供的装置的微波信号处理过程原理示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例提供的装置的实现原理示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例中的里德堡原子系综双稳态示意图；
[0028]图5为本专利技术实施例中的随机共振结果示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合本专利技术的具体内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本专利技术的限制。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0030]首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
[0031]术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。
[0032]术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品
等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
[0033]术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
[0034]除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
[0035]术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于随机共振增强的里德堡原子微波测量装置，其特征在于，包括探测光单元、耦合光单元、原子气室及微波测量单元，其中：探测光单元，用于生成符合预定要求的探测光，并通过所述探测光在Rb原子气室中将原子的基态和低激发态共振；耦合光单元，用于生成符合预定要求的耦合光，并通过所述耦合光在原子气室中将原子的基态与里德堡激发态共振；原子气室，用于形成双稳态系统；微波测量单元，用于利用所述原子气室中的双稳态系统，基于随机共振原理实现微波信号的测量。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述原子气室为铷Rb原子气室或铯原子气室；若所述原子气室为Rb原子气室，则所述符合预定要求的探测光包括780
±
0.5nm探测光，所述符合预定要求的耦合光包括480
±
0.5nm耦合光。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述探测光为780nm激光，且所述780nm激光首先通过饱和吸收谱方法锁定到Rb原子基态能级5S
1/2
，F＝1和5P
3/2
，F＝2，3的交叉峰上，再通过声光调制器双通过结构移频133.6MHz到5S
1/2
，F＝1和5P
3/2
，F＝2共振频率上。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述里德堡激发态的波长...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴康达，谢崇武，项国勇，李传锋，郭光灿，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：