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多 Dress 态工程 Rydberg 选测:实现百兆赫级瞬时带宽

原子物理 2025-07-14 v5

摘要

Rydberg 原子因其巨大的电偶极矩和可调谐的能级跃迁,具有极大的潜力用于微波 (MW) 电场探测,实现高灵敏度和宽频覆盖。然而,同时实现 Rydberg 基 MW 探测器的高灵敏度和宽瞬时带宽仍是关键挑战。本文提出一种基于多 Dress 态工程的超异频探测方案,通过利用去迁移相关的双峰响应结构和 Rabi 频率驱动的脉升效应,克服瞬时带宽的局限。通过战略性地工程化 Rydberg 原子的多 Dress 态,我们实验实现了一个基于 87Rb\mathrm{^{87}Rb} 蒸汽的探测器,灵敏度达 140.4nVcm1Hz1/2\mathrm{140.4\,nV\,cm^{-1}\,Hz^{-1/2}},瞬时带宽最高可达 54.6\,MHz。性能指标已接近现代 MW 接收器在某些应用领域的实际需求(百兆赫级)。这一突破填补了原子探测与实际应用之间的鸿沟,为 Rydberg 原子技术在雷达、无线通信和频谱监测领域的应用铺平了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.10541,
  title  = {Multi-Dress-State Engineered Rydberg Electrometry: Achieving 100-MHz-level Instantaneous-Bandwidth},
  author = {Yuhan Yan and Bowen Yang and Xuejie Li and Haojie Zhao and Binghong Yu and Jianliao Deng and L. Q. Chen and Huadong Cheng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.10541},
  year   = {2025}
}

备注

6 pages, 3 figures