CN114487621B 一种基于里德堡原子AC Stark效应的连续频率电场测量装置和方法 （山西大学）

US2019187198A1,2019.一种基于里德堡原子ACStark效应的连续Stark效应的连续频率微波电场强度测量装置和激光光源发出的探测光和耦合光的作用下将铯原子激发到里德堡态，并产生电磁感应透明光2沿第二激光光源(7)的激光传播方向依次设置有510nm的二分之波片(本地场(15)用以对电磁感应透明光谱发生作用，使电磁感应透明光谱发生AC2.利用权利要求1中所述一种基于里德堡原子ACStark效应的连续频率电场测量装置第一步：第一激光光源(2)发出波长为852nm的激光作为探测光，探分之波片(3)和852nm的偏振分光棱镜(4)分成两束，一束经过852nm的偏振旋转器(5)从铯子样品池(1)的探测光，通过510nm的偏振旋转器(11)和852nm高透的双色镜(10)入射到第第二步：第二激光光源(7)发出波长510nm的激光作品池(1)的另一端入射进铯原子样品池(1)中，与探测光在铯原子样品池(1)中反向共线传第三步：所述第一激光光源(2)和第二激光光源(7)发出的两德堡能级nD5/2的共振跃迁线的附近扫描波长510nm耦合光的频率，可使第一光电探测器(12)探测到852nm的探测光的无多普勒背景的第四步：电磁感应透明光谱在本地场(15)作用下会发生ACS当其与待测电场的频率差小于10MHz时，在第一光电探测器(12)中可以观测到差频信号P，3的大小，实现信号场强度的测量，任何频率的电场都会引起nD5/2里德堡态能级产生AC3.利用权利要求2中所述一种基于里德堡原子ACStark效应的连续频率电场测量装置4.利用权利要求2中所述一种基于里德堡原子ACStark效应的连续频率电场测量装置5.利用权利要求2中所述一种基于里德堡原子ACStark效应的连续频率电场测量装置6.利用权利要求2中所述一种基于里德堡原子ACStark效应的连续频率电场测量装置的测量方法，其特征在于：所述第二步中的510nm的偏振旋转器(11)用来调整耦合光的偏7.利用权利要求2中所述一种基于里德堡原子ACStark效应的连续频率电场测量装置4[0002]对微弱电场的精密测量在国防科技、航空航天以及日常生活等都具有重要的意问题，以及现有的基于里德堡原子共振EIT-AT光谱方法无法实现任意频率电场测量的缺地场作为增益提升里德堡原子探测灵敏度，并且待测信号场与本地场在里德堡原子中拍[0004]为实现本发明目的而提供的一种基于里德堡原子ACStark效应的连续频率微波5光棱镜、852nm高透和510nm高反的双色镜和510nm的偏振旋转器从铯原子样品池的另一端[0011]第三步：所述第一激光光源和第二激光光源发出的两种激光频率应满足铯原子里德堡能级nD5/2的共振跃迁线的附近扫描波长510nm耦合光的频率，可使第一光电探测器探测到852nm的探测光的无多普勒背景的电j＝1/2能级的极化率最大，因此将510nm耦合光的频率锁定到里德堡态原子L实现信号场强度的测量，任何频率的电场都会引起nD5/2里德堡态能级产生ACStark频移，[0015]作为上述方案的进一步改进，所述第一步中的852nm的偏振旋转器用来调整探测[0017]作为上述方案的进一步改进，所述第二步中的510nm的偏振旋转器用来调整耦合6[0023]图2为实现本发明所述的基于里德堡原子三能级系统电磁感应透明的双光子共振[0025]图4为本发明的510mm激光扫频范围的信号强度示意图，其中(a)为没有任何电场定在铯原子的基态6S1/2(F＝4)到第一激发态6P3/2(F'＝5)的共振跃迁线上，探测光经过852nm的二分之波片(3)和852nm的偏振分光棱镜(4)分成两束，一束经过852nm的偏振旋转过铯原子样品池(1)的探测光，通过510nm的偏振旋转器(11)和852nm高透的双色镜(10)入经过减法器(14)相减，去除激光的功率波对实验的影响；第一步中的852nm的二分之波片原子样品池(1)的另一端入射进铯原子样品池(1)中，与探测光在铯原子样品池(1)中反向[0029]第三步：第三步中第一激