中国科学技术大学郭光灿院士团队在基于里德堡原子的无线传感上取得新进展。团队史保森、丁冬生课题组实现一种基于里德堡原子的微波频率梳谱仪,在宽带微波的探测领域具有应用前景。相关成果日前发表在美国物理协会(APS)旗下的期刊《应用物理评论》上。
微波测量在通信、导航、雷达以及天文探测领域发挥着重要作用。里德堡原子具有较大的电偶极矩,能对微弱的电场产生很强的响应,因此可以用作微波传感器。近年来,该研究方向受到广泛关注,国外曾有人展示了一个基于热里德堡原子与平面微波波导耦合的原子射频接收器和频谱分析仪。尽管里德堡原子传感研究取得了重要进展,但仍然存在一些亟待解决的问题,比如受限于原子系统到达稳态的弛豫时间,可实时接收信号的带宽通常只有几兆赫,严重影响了该体系的实用化进程。
研究团队基于室温铯原子体系,利用里德堡原子对微波的混频响应性质,将微波频率梳信号设置为本振信号,演示了基于里德堡微波频率梳谱仪的微波绝对频率测量方案,目前可实现的实时响应范围为125MHz(兆赫),且有进一步提升的空间。此外,通过利用不同主量子数的里德堡态,系统实现了对不同中心频率下具有1kHz(千赫)调制带宽信号的接收。
图1 (a)原子能级图。(b)绝对频率测量的原理图(c)为实验装置图
图2 不同里德堡态(主量子数n不同)对于不同中心频率的1kHz带宽调制信号的接收演示。
这项研究成果的创新之处,在于利用微波频率梳拓宽了里德堡原子对微波信号的响应范围,一定程度上弥补了里德堡原子在微波探测中瞬时带宽窄的不足,实现在更宽范围内对信号的绝对频率测量,可以充分发挥里德堡原子对微波的大响应带宽和高灵敏度的特性。此外,该方法也可有效接收相位信息,有望应用于微波通信和测量等领域。
中科院量子信息重点实验室博士研究生张力华为本文的第一作者,丁冬生教授、史保森教授为本文的共同通讯作者。该成果得到了科技部、基金委、中科院、安徽省重大科技专项以及中国科学技术大学的资助。
- 关键词:里德堡原子 微波频率梳谱仪 无线传感
- 浏览量:13496
- 来 源:中国科学技术大学
- 编辑:清风
- 声明:凡本网注明" 来源:仪商网"的所有作品,版权均属于仪商网,未经本网授权不得转载、摘编使用。
经本网授权使用,并注明"来源:仪商网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
本网转载并注明自其它来源的作品,归原版权所有人所有。目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如有作品的内容、版权以及其它问题的,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
本网转载自其它媒体或授权刊载,如有作品内容、版权以及其它问题的,请联系我们。相关合作、投稿、转载授权等事宜,请联系本网。
QQ:2268148259、3050252122。
-
里德堡原子微波频率梳谱仪研制成功,提高实时响应范围数倍前沿科技|2022-07-20
-
中国科大郭光灿团队在多频率微波传感领域取得新进展前沿科技|2022-04-25
-
美军研制出首款覆盖全无线电频谱量子传感器前沿科技|2020-03-27
-
上海微系统所研制出超小型双通道集成二氧化碳红外气体传感器前沿科技|2024-11-14
-
西安交大在人工智能设计MEMS陀螺仪领域取得重要进展前沿科技|2024-11-06
-
安光所在拉曼光谱气体检测研究方面取得进展前沿科技|2024-10-12
-
喜讯!我国两所高校获存储器技术新突破前沿科技|2024-08-14
-
西安电子科技大学在EDA硬件仿真编译领域取得系列重要学术成果前沿科技|2024-07-29
-
探索传感器科技前沿 ——激光测距传感器前沿科技|2024-07-11
-
传感器能在3D生物打印组织内定位前沿科技|2024-07-10
-
北京大学江颖团队利用自研国产科学仪器获重大突破前沿科技|2024-05-27
-
华南理工大学开发出有机红外光电探测器 实现成像技术的进步前沿科技|2024-05-13
-
国际领先水平!龙峰团队“倏逝波荧光全光纤生物传感仪器及在新污染物检测中的应用”科技成果通过专家鉴定前沿科技|2024-05-11