一种用于射频场探测的具有无源谐振腔场放大器与偏振选择性的混合原子传感器
应用物理
2018-08-20 v1 仪器与探测器
量子物理
摘要
我们提出了一种混合原子传感器，其通过本征场放大与偏振选择性实现射频电场探测，从而进行稳健的高灵敏度场测量。该混合传感器集成了一个无源谐振器元件与一个原子蒸气室，为入射射频场的探测提供放大与偏振选择性。被放大的腔内射频场由原子通过场敏感原子里德伯态的交流能级移动的量子光学读出进行测量。在我们的实验演示中，我们采用嵌入铷蒸气室中的分裂场增强谐振器来放大并探测C波段射频场。我们观测到相当于强度灵敏度24 dB增益的场放大。我们对场增强腔内谐振场模式的空间分布进行了表征。谐振场模式仅与入射场中定义明确的偏振分量耦合，使我们能够以稳健方式测量入射场的偏振。所测得的混合传感器场增强因子、偏振选择性性能及场分布与仿真结果吻合良好。讨论了混合原子传感器在极弱射频探测与先进测量能力方面的应用。
引用
@article{arxiv.1805.00412,
title = {A hybrid polarization-selective atomic sensor for radio-frequency field detection with a passive resonant-cavity field amplifier},
author = {David A. Anderson and Eric G. Paradis and Georg Raithel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.00412},
year = {2018}
}