基于迟滞轨迹折叠的里德堡原子气体微波场精密测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于里德堡原子迟滞轨迹折叠的微波电场高灵敏度测量方法，包括：利用磁光阱制备高密度冷原子系综，构建双光子跃迁路径激发里德堡态；通过微波场调控诱导量子相变，生成具有交叉点的迟滞轨迹；结合噪声抑制算法与临界点追踪技术，提取轨迹交叉点的非线性偏移量，建立其与微波场强的定量映射关系；优化原子密度以增强里德堡原子间相互作用，突破SQL限制。本发明专利技术将量子相变临界行为与多体效应结合，实现亚纳伏级灵敏度、宽频段兼容性及强抗干扰能力，为高精度微波电场测量、量子计量及基础物理研究提供新范式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子精密测量与传感技术，特别涉及一种基于迟滞轨迹折叠的里德堡原子气体微波场精密测量方法。

技术介绍

1、磁光阱(mot)是捕获和冷却中性原子的核心技术，通过结合磁场梯度与激光冷却技术，将原子束缚在微米尺度的空间区域，并冷却至微开尔文量级。其核心过程包括多普勒冷却与塞曼冷却：多普勒冷却利用原子与激光的多普勒效应，通过调谐780nm激光频率略低于85rb原子共振频率(红失谐15mhz)，使运动原子因吸收光子动量而减速，六束圆偏振光(σ+和σ-交替)沿三维方向对射形成光阱；塞曼冷却则通过反亥姆霍兹线圈产生中心为零、向外线性增强的磁场梯度，结合偏振选择规则使原子在磁场边缘吸收更多光子，产生指向阱中心的恢复力，进一步压缩原子团。冷原子制备需精密时序控制，通过adwin系统分阶段操作冷却光、回泵光、耦合光及磁场(毫秒至秒量级)，实现原子冷却、囚禁与探测。

2、电磁诱导透明(eit)技术是里德堡原子微波传感的基础，通过强耦合光与弱探测光的双光子共振构建透射窗口，扫描双光子失谐获取光谱。然而，传统eit方案的灵敏度受限于光谱线宽(约mhz量级)，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于迟滞轨迹折叠的里德堡原子气体微波场精密测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的里德堡原子气体微波场精密测量方法，其特征在于：所述步骤a中，所述磁光阱由一对反亥姆霍兹线圈产生的梯度磁场和六束正交红失谐激光构成，冷却光频率失谐量为15MHz，回泵光与冷却光形成闭环跃迁，原子密度为3.5×1011cm-3，原子温度≤20μK。

3.根据权利要求1所述的里德堡原子气体微波场精密测量方法，其特征在于：所述步骤b中，所述双光子跃迁的中间态为5P3/2F＝4，目标里德堡态为50D5/2，微波场频率为39.10GHz，用于耦合50D5/2态与48...

【技术特征摘要】

1.一种基于迟滞轨迹折叠的里德堡原子气体微波场精密测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的里德堡原子气体微波场精密测量方法，其特征在于：所述步骤a中，所述磁光阱由一对反亥姆霍兹线圈产生的梯度磁场和六束正交红失谐激光构成，冷却光频率失谐量为15mhz，回泵光与冷却光形成闭环跃迁，原子密度为3.5×1011cm-3，原子温度≤20μk。

3.根据权利要求1所述的里德堡原子气体微波场精密测量方法，其特征在于：所述步骤b中，所述双光子跃迁的中间态为5p3/2f＝4，目标里德堡态为50d5/2，微波场频率为39.10ghz，用于耦合50d5/2态与48f7/2态，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雅君，张俊，丁冬生，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：