[發明專利]基于里德堡原子量子相干效應的射頻電場校對方法及裝置

有效

• 申請號: 201710010392.3
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106842095B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 趙建明;焦月春;賈鎖堂
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 雷立康

1.一種基于里德堡原子量子相干效應的射頻電場校對方法，其特征在于，包括如下步驟：

(a)將裝有一對平行電極板的玻璃銫泡作為銫原子樣品池(1)；

(b)第一激光光源(2)發出波長852nm的激光作為探測光，將探測光的頻率鎖定在銫原子的基態|g>和第一激發態|e>兩個能級的共振位置，探測光經過高反射率反射鏡(5)從銫原子樣品池(1)的一端入射到銫原子樣品池(1)中，作用于銫原子的基態|g>和第一激發態|e>，透過銫原子樣品池(1)的探測光通過雙色鏡(6)入射到光電探測器(7)上進行探測；第二激光光源(3)發出波長510nm的激光作為耦合光，耦合光通過雙色鏡(6)從銫原子樣品池(1)的另一端入射進銫原子樣品池(1)中，與探測光在銫原子樣品池(1)中的兩平行電極板間反向重疊，耦合光耦合銫原子的第一激發態|e>與里德堡nD_5/2能級|r>；所述第一激光光源(2)和第二激光光源(3)發出的兩種激光頻率應滿足銫nD_5/2態里德堡原子階梯型三能級系統電磁感應透明的條件；

(c)掃描510nm耦合光的頻率，使光電探測器(7)獲得852nm探測光的無多普勒背景的電磁感應透明光譜；

(d)射頻源(4)在電極板的接線端加一個弱的射頻電場，使(c)步驟中所得的電磁感應透明光譜發生Stark頻移和分裂，同時產生由射頻電場調制里德堡能級的偶級邊帶，在Stark光譜中，磁量子數m_j＝5/2的Stark光譜與磁量子數m_j＝1/2,3/2的二級邊帶形成多個能級交叉點，每個能級交叉點作為一個校準射頻電場的基準點，每一個基準點對應一個精確的射頻電場值；

(e)利用確定的射頻電場值對電場測量儀器進行校準，然后用校對過的電場測量儀器對射頻電場進行測量，從而實現射頻電場的校準。

2.根據權利要求1所述的基于里德堡原子量子相干效應的射頻電場校對方法，其特征在于：所述射頻源(4)的頻率范圍為1MHz-1GHz。

3.一種用于權利要求1所述的基于里德堡原子量子相干效應的射頻電場校對方法的裝置，其特征在于，包括銫原子樣品池(1)、第一激光光源(2)、第二激光光源(3)、射頻源(4)、高反射率反射鏡(5)、雙色鏡(6)和光電探測器(7)，所述銫原子樣品池(1)是裝有一對平行電極板的玻璃銫泡，平行電極板的兩個接線端裸露在銫原子樣品池(1)的外面，所述第一激光光源(2)和高反射率反射鏡(5)設在銫原子樣品池(1)的一側，所述第二激光光源(3)和雙色鏡(6)設在銫原子樣品池(1)的另一側，所述高反射率反射鏡(5)和雙色鏡(6)的正面與水平面成45度夾角，所述射頻源(4)的兩個接線分別與平行電極板的兩個接線端相連接，所述光電探測器(7)設在雙色鏡(6)反面的一側。