基于可扩展里德堡蒸气室阵列与斯塔克梳的任意瞬时带宽微波接收机

里德堡原子因其高灵敏度、宽载波带宽和可溯源性，在微波测量中具有巨大潜力。然而，微波接收机较窄的瞬时带宽限制了其应用。提高接收机的瞬时带宽是一个持续的挑战。在此，我们报告了通过带有斯塔克梳的可扩展里德堡蒸气室线性阵列实现任意瞬时带宽微波接收机，其中斯塔克梳由一个微波频率梳和一个位置依赖的斯塔克场组成。在斯塔克场存在的情况下，两个里德堡态之间的共振微波跃迁频率是位置依赖的，因此我们可以使每个微波频率梳线作为一个本地振荡器场，共振耦合一个里德堡室。这样，每个室利用原子外差探测在其瞬时带宽内接收部分宽带微波信号，从而同时实现对宽带微波信号的测量。在我们的原理验证实验中，我们使用具有21条梳齿线的微波频率梳场，展示了瞬时带宽为210 MHz的微波接收机。同时，我们实现了326.6 nVcm⁻¹Hz⁻¹/²的整体灵敏度。原则上，只要有足够多且功率足够的微波频率梳线，该方法就能实现接收机的任意瞬时带宽。我们的工作为设计和开发可扩展的微波接收机铺平了道路，可应用于雷达、通信和频谱监测。