Kürzlich hat ein Team von Forschern der Abteilung für Luft- und Raumfahrtlasertechnologie und -systeme des Shanghai Institute of Optics and Precision Mechanics, der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und des Schlüssellabors für Quantenoptik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften sowie der Forschungsgruppe von Professor Chen Liqing aus Ostchina zusammengearbeitet Die Normal University demonstrierte erstmals experimentell ein simultanes Experiment mit einem Rubidium-Rydberg-Atom. Rydberg-Mikrowellensensor mit hoher Empfindlichkeit und hoher Momentanbandbreite. Die entsprechenden Ergebnisse tragen den Titel „Hochempfindliche Mikrowellenelektrometrie mit verbesserter Momentanbandbreite“ und werden in PHYSICAL REVIEW APPLIED veröffentlicht
Rydberg-Atome sind hoch angeregte Atome mit großen elektrischen Dipolmomenten und reagieren sehr empfindlich auf äußere elektromagnetische Felder. Aus diesem Grund wurde vorgeschlagen, elektromagnetische Induktionstransparenz (EIT) und Autler-Townes (AT) von Rydberg-Atomen zu verwenden. Effekt zur Messung des elektrischen Mikrowellenfeldes. Detektionsempfindlichkeit und Momentanbandbreite sind Schlüsselindikatoren für die Rydberg-Mikrowellendetektion. Zuvor konnte die atomare Superheterodyn-Detektionstechnologie von Rydberg eine hohe Empfindlichkeit (55 nV cm?1 Hz?1/2) erreichen, ihre momentane Bandbreite war jedoch auf einige hundert Kilohertz begrenzt. Die Eigenschaften einer hohen Empfindlichkeit und einer großen Momentanbandbreite gleichzeitig zu haben, ist ein schwieriges Problem auf dem Gebiet der Rydberg-Forschung zur Erkennung elektrischer Mikrowellenfelder.
Basierend auf der Sechswellen-Mischtechnologie demonstrierte das Forschungsteam experimentell einen Rydberg-Mikrowellensensor, der gleichzeitig eine hohe Empfindlichkeit und eine hohe Momentanbandbreite in einer Rubidium-Rydberg-Atomgaskammer erreicht. Bei einer momentanen Bandbreite von bis zu 10,2 MHz kann die höchste Erkennungsempfindlichkeit 62 nVcm-1Hz-1/2 erreichen. Theoretische und experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die verbesserte Hochfrequenzantwort auf den Verstärkungseffekt des negativen Seitenbandes des Detektionslichts zurückzuführen ist, das durch den Sechswellen-Mischprozess erzeugt wird. Die Forschungsergebnisse werden die Anwendung der Rydberg-Mikrowellensensortechnologie in Radar und Kommunikation fördern.
Relevante Arbeiten wurden von der National Natural Science Foundation of China und anderen Projekten unterstützt.
