自由空间微波到光频转换效率的基本限制：基于Rydberg原子
量子物理
2024-11-21 v1
摘要
高效的微波到光频转换(MOC)对于辐射计、计量、量子微波照明和量子网络等应用至关重要。Rydberg原子提供了独特的平台，用于实现自由空间MOC，承诺提供宽频带、可扩展且灵活的量子接口。本文我们发展了一个理论框架来评估系统转换效率，考虑微波和光波之间的不匹配以及原子群ensemble大小。我们的分析揭示了转换效率受自由空间微波场聚焦的限制，约为3/16的 diffraction-limited聚焦上限。我们提出使用微波近场天线来克服这一限制。我们的工作为评估和优化自由空间MOC提供了基础，为基于自由空间MOC的各种应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2411.13160,
title = {Fundamental limits of free-space microwave-to-optical frequency conversion efficiency using Rydberg atoms},
author = {Ya-Nan Lv and Yan-Lei Zhang and Xu-Bo Zou and Guang-Can Guo and Shui-Ming Hu and Chang-Ling Zou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.13160},
year = {2024}
}
备注
6 pages, 4 figures