Onlangs heeft een team van onderzoekers van de afdeling Aerospace Laser Technology and Systems van het Shanghai Institute of Optics and Precision Mechanics, de Chinese Academie van Wetenschappen en het Key Laboratory of Quantum Optics, de Chinese Academie van Wetenschappen, en de onderzoeksgroep van professor Chen Liqing uit Oost-China Normal University heeft voor het eerst experimenteel een gelijktijdig experiment in een rubidium Rydberg-atoom gedemonstreerd. Rydberg-microgolfsensor met hoge gevoeligheid en hoge onmiddellijke bandbreedte. De gerelateerde resultaten zijn getiteld "Hooggevoelige microgolfelektrometrie met verbeterde momentane bandbreedte" en gepubliceerd in PHYSICAL REVIEW APPLIED
Rydberg-atomen zijn zeer aangeslagen atomen met grote elektrische dipoolmomenten en zijn zeer gevoelig voor externe elektromagnetische velden. Om deze reden hebben mensen voorgesteld om elektromagnetische inductietransparantie (EIT) en Autler-Townes (AT) van Rydberg-atomen te gebruiken. Effect om het elektrische veld van de microgolf te meten. Detectiegevoeligheid en onmiddellijke bandbreedte zijn sleutelindicatoren voor Rydberg-microgolfdetectie. Voorheen kon de atomaire superheterodyne detectietechnologie van Rydberg een hoge gevoeligheid bereiken (55 nV cm?1 Hz?1/2), maar de onmiddellijke bandbreedte ervan was beperkt tot een paar honderd kilohertz. Het tegelijkertijd hebben van de kenmerken van hoge gevoeligheid en grote momentane bandbreedte is een moeilijk probleem op het gebied van Rydberg-onderzoek naar elektrische velddetectie door microgolven.
Op basis van zes-golfmengtechnologie demonstreerde het onderzoeksteam experimenteel een Rydberg-microgolfsensor die tegelijkertijd een hoge gevoeligheid en een hoge onmiddellijke bandbreedte bereikt in een rubidium Rydberg-atoomgaskamer. Met een onmiddellijke bandbreedte van wel 10,2 MHz kan de hoogste detectiegevoeligheid 62 nVcm-1Hz-1/2 bereiken. Theoretische en experimentele resultaten laten zien dat de verbeterde hoogfrequente respons voortkomt uit het versterkende effect van de negatieve zijband van het detectielicht dat wordt geproduceerd door het zes-golfmengproces. De onderzoeksresultaten zullen de toepassing van Rydberg-microgolfdetectietechnologie in radar en communicatie bevorderen.
Relevant werk is ondersteund door de National Natural Science Foundation of China en andere projecten.
