用于高频无线电通信中调幅与调频基带信号的基于原子的量子接收机

利用热蒸气池中产生的铯 Rydberg 原子的光学探测，实时恢复调制到 16.98-GHz 载波上的基带信号，展示了适用于微波通信的基于原子的量子接收机。池中铯原子的 60$S_{1/2}$ Rydberg 能级通过电磁诱导透明（EIT）——一种成熟的激光光谱方法——进行追踪。微波载波与 60$S_{1/2}$ $\rightarrow$ 60$P_{1/2}$ Rydberg 跃迁共振，导致 EIT 信号的 Autler-Townes（AT）分裂。载波的幅度调制引起光学恢复的 AT 分裂的相应调制。频率调制导致两个 AT 峰相对高度的变化，可被光学探测并处理以恢复调制信号。基带信号的光学恢复不需要电子解调。该方法适用于从 $\sim 1$~GHz 到数百 GHz 范围内的载波频率。本演示中约 ~20~Hz 的基带带宽可通过更快的光谱采样提高。