一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法及系统技术方案

本发明专利技术属于短波感知技术领域,涉及一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法及系统，包括：步骤1、通过EIT制备里德堡原子；步骤2、里德堡原子能级的量子操控；步骤3、短波的高灵敏测量；在此基础上本发明专利技术还公开一种高灵敏短波测量系统，将探测场与耦合场频率固定在双光子共振处，通过引入近共振微波场，使得本发明专利技术方法与系统能够调控里德堡能级，改变里德堡原子的光学响应；通过外差法提高里德堡系统对短波信号的测量灵敏度，本发明专利技术能测量到的最小短波电场强度达到5.6μV/cm，电场测量灵敏度达到‑133dBm/Hz；相比已有技术，本发明专利技术具有更高的灵敏度，能够满足短波通信和侦查等多种实际应用的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于短波感知，涉及一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法及系统。

技术介绍

1、受限于波长与天线尺寸的限制关系，传统短波天线的尺寸在米量级，因而限制了短波测量与感知的载荷应用。与传统短波天线不同，基于相干量子效应的短波测量技术能解耦波长与天线尺寸之间的限制关系，感知短波的热里德堡原子气室尺寸在厘米量级，能感知的数据容量远远超过同尺寸的传统天线。同时基于量子效应的短波感知技术不受nyquist噪声限制，相比传统天线具有更小的理论测量场强、更高的测量灵敏度和更大的动态范围。由于实现相干量子效应的里德堡原子具有能级结构丰富、相干时间长和极化率大等特点，因而能实现宽频带的电场测量。但是微弱电场对里德堡原子能级的调制很小，导致里德堡原子在测量微弱电场时灵敏度受到光谱分辨率的限制。

2、目前，一种基于里德堡原子的短波测量技术将原子外差法与电磁诱导透明(eit)技术相结合，测量到频率为30mhz的最小电场强度为37.3μv/cm，灵敏度为-65dbm/hz，线性动态范围超过65db。该方案所用能级如图1(a)所示。通过三光子方案将基态(|1>本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法，其特征在于，所述步骤1中，所述原子气室为碱金属原子气室。

3.根据权利要求2所述的一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法，其特征在于，所述步骤1中，采用两束激光，仅通过探测场和耦合场将基态的原子激发到里德堡态，并获得里德堡EIT光谱。

4.根据权利要求1所述的一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法，其特征在于，所述步骤1中，加入微波场MW以提高短波电场的测量灵敏度。

5.根据权利要求4所述的一种基于相干量子...

【技术特征摘要】

1.一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法，其特征在于，所述步骤1中，所述原子气室为碱金属原子气室。

3.根据权利要求2所述的一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法，其特征在于，所述步骤1中，采用两束激光，仅通过探测场和耦合场将基态的原子激发到里德堡态，并获得里德堡eit光谱。

4.根据权利要求1所述的一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法，其特征在于，所述步骤1中，加入微波场mw以提高短波电场的测量灵敏度。

5.根据权利要求4所述的一种基于相干量子效应的高灵敏短波测量方法，其特征在于，所述步骤2中，通过向里德堡eit系统中引入微波场mw调控里德堡态能级，提升系统响应灵敏度。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张朝阳，何瑞东，原佳琪，张彦鹏，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：