基于微波幅度调制的蒸气室里德伯原子微波电场测量

我们从理论与实验上研究了利用微波（MW）场幅度调制获得的里德伯原子电磁诱导透明（EIT）-Autler-Townes（AT）分裂谱的色散信号。除两个过零点外，色散信号有两个正极大值，其间隔定义为色散信号的肩区间 $\Delta f_{\text{sho}}$。分别在31.6 GHz、22.1 GHz和9.2 GHz的微波频率下研究了MW场强 $E_{\text{MW}}$ 与 $\Delta f_{\text{sho}}$ 的关系。结果表明，$\Delta f_{\text{sho}}$ 可用于表征比两个过零点间隔 $\Delta f_{\text{zeros}}$ 和传统EIT-AT分裂间隔 $\Delta f_{\text{m}}$ 弱得多的 $E_{\text{MW}}$，由 $\Delta f_{\text{sho}}$ 测得的最小 $E_{\text{MW}}$ 约为由 $\Delta f_{\text{m}}$ 测得的1/30。例如，在9.2 GHz下由 $\Delta f_{\text{sho}}$ 可表征的最小 $E_{\text{MW}}$ 为0.056 mV/cm，这是在不添加任何辅助场的情况下利用蒸气室通过频率间隔表征的最小值。所提方法可改善由谱频率间隔测量的 $E_{\text{MW}}$ 的弱场极限与灵敏度，对弱 $E_{\text{MW}}$ 的直接测量具有重要意义。