多级 Rydberg 原子系统中 3.4 GHz 微波的增强探测
原子物理
2025-08-05 v1
摘要
Rydberg 型微波探测是一种全光技术，利用 Rydberg 原子与微波场之间的强相干相互作用。与传统微波计不同，Rydberg 原子探测是一种将微波谱转化为相干光谱的新型微波探测器，因其高灵敏度而日益受到关注。对于这种传感器，由与微波耦合的原子引起的相干性作用起关键作用，失相效应可能降低灵敏度。本工作在实验中演示了一种优化量子相干性的多级 Rydberg 原子方案，旨在增强 4 GHz 微波的带宽和灵敏度。通过在 D1 线上进行光泵，展示了 Rydberg 电磁感应透明性（EIT）和微波诱导阿尔ler-顿- Townes（AT）分裂在 EIT 窗口中的增强相干性。基于增强的 EIT-AT 光谱，可实现 3.4 GHz 处的增强灵敏度，带宽为 0.3 GHz。实验结果表明，在分段 Rydberg EIT 系统中，EIT 和微波场 EIT-AT 的光谱宽度可通过光泵（OP）窄化，从而改善微波电场测量的灵敏度。经过优化 EIT �幅并添加单频微波后，AT 分裂间隔观测到的微波电场测量灵敏度提高了 1.3 倍。本工作为利用原子微波探测提供了参考。
引用
@article{arxiv.2508.01260,
title = {Enhanced sensing of 3.4 GHz microwave in multi-level Rydberg atomic system},
author = {Xue Jingjing and Li Ruonan and Hu Xuesong and Sun Peisheng and Zhou Haitao and Zang Junxiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.01260},
year = {2025}
}