利用 Rydberg 原子进行太赫兹频率comb的电场计量

太赫兹辐射正在发现越来越多的应用，但高效的产生和检测仍然是挑战且活跃的研究领域。尤其是对弱且窄带太赫兹信号的精确检测备受困扰。本文采用一种新型的单光子探测器（基于 Rydberg 原子），用于检测和校准跨一个八度范围内的太赫兹频率comb，但仅具备 MHz 级的选择性。我们以太赫兹频率comb的电场强度对准原子基本性质进行校准，在单个频率comb模式下实现强度（功率）灵敏度下降至 45.2 $\mathrm{fW\ cm^{-2}\ Hz^{-0.5}}$（1.84 $\mathrm{fW\ Hz^{-0.5}}$），且仅需室温运行装置。我们的结果阐明了太赫兹频率comb向量子 regime 过渡的过程，使其能够实现高精度和高灵敏度的光谱学。这一突破性进展使太赫兹科学能够更好地利用光频comb 所发展出的革命性技术。