System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种弗洛凯技术的里德堡原子太赫兹频率梳谱的产生方法技术_技高网

一种弗洛凯技术的里德堡原子太赫兹频率梳谱的产生方法技术

技术编号:41713483 阅读:6 留言:0更新日期:2024-06-19 12:42
本发明专利技术提供一种弗洛凯技术的里德堡原子太赫兹频率梳谱的产生方法,太赫兹场通过两台微波信号源和两台太赫兹倍频源产生,两路太赫兹信号经过太赫兹合路器合路,发射到铯原子气室,其中一信号源通过带衰减的双音调制产生一号强本振场和弱待测信号场;二号信号源产生二号强本振场;通过多光子跃迁在两个里德堡能级之间形成弗洛凯能级,和待测太赫兹信号耦合;两个本振信号组成的强驱动场,经过里德堡原子产生的新的弗洛凯信号,与原本的本振信号一起通过里德堡原子与待测太赫兹信号混频,构成了里德堡原子弗洛凯太赫兹频率梳的探测方式。本发明专利技术可以对太赫兹信号进行原子内拍频,精确测量其频率,幅度,以及相位等信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种弗洛凯技术的里德堡原子太赫兹频率梳谱的产生方法,属于太赫兹波探测。


技术介绍

1、现有技术,里德堡原子微波频率梳谱(phys.rev.applied 18,014033)该技术采用矢量信号源的多音调制功能,通过具有多频率分量的微波频率梳本振信号结合里德堡原子系统,可以实现对于125mhz范围内信号的绝对频率探测,相位和幅度等测量功能。该技术存在以下问题:

2、1、系统工作在微波波段,可以利用的带宽窄。带宽拓展性差。

3、2、可以覆盖的探测范围受限于系统的最大调制频率,需要复杂的矢量调制信号源产生本振信号。系统成本高。

4、利用射频场坠饰里德堡暗态增强电场测量灵敏度(new journal ofphysics,volume 12,june 2010)利用电极产生射频调制场,在里德堡能级上产生floquet边带,在此基础上观察eit谱上的floquet边带强度和距离,实现对于射频电场的探测。该技术存在以下问题:

5、1、探测频段局限在射频频段。可以利用的带宽(频谱)范围窄。

6、2、需要使用电极等金属结构在原子气室周围施加射频场,会对待测场造成干扰影响探测精度

7、3、基于eit谱的探测电场测量精度差,只能测量中强场,无法测量弱场,测量灵敏度低,而且不是线性测量。

8、4、射频调制场与原子不是共振耦合,耦合强度低。产生的弗洛凯调制边带强度弱。难以被观测到。


技术实现思路

1、目前实现太赫兹频率梳谱的主要方法为,基于量子级联激光器(qcl)技术的太赫兹频率梳谱,基于共振隧穿二极管(rtd)震荡器以及基于石墨烯非线性转换等方法。为了实现较高的太赫兹频率梳产生和探测精度,这些方法较为复杂或者需要制冷设备。在里德堡原子电磁诱导透明光谱和里德堡原子微波频率梳谱仪等技术的基础上,本专利技术利用弗洛凯技术调控原子能级,使得系统能够实时探测80mhz范围内的太赫兹信号。通过调节调制带宽,结合弗洛凯技术,可以获得数倍于调制带宽的里德堡态赫兹频率谱带宽。利用两个单频信号源就可以产生该频率梳谱所需的本振信号。

2、一种弗洛凯技术的里德堡原子太赫兹频率梳谱的产生方法,包括以下步骤:

3、s1、里德堡原子弗洛凯太赫兹频率梳谱的构建,852nm探测光,1470nm坠饰光和779nm耦合光,三束红外激光经过一号二向色镜、二号二向色镜两个二向色镜合路,在铯原子气室中激发原子,通过光电探测器接收852nm的探测光,得到里德堡原子电磁诱导透明光谱;

4、s2、太赫兹场通过一号信号源、二号信号源两台微波信号源,和一号太赫兹倍频源、二号太赫兹倍频源两台太赫兹倍频源产生,然后两路太赫兹信号经过太赫兹合路器合路,经过太赫兹喇叭天线发射到铯原子气室;其中一号信号源通过带衰减的双音调制产生一号强本振场和用于测试的弱待测信号场;二号信号源产生二号强本振场;

5、s3、在一号强本振场、二号强本振场组成的弗洛凯驱动场,通过多光子跃迁在一号里德堡态和二号里德堡态两个里德堡能级之间形成一系列的弗洛凯能级,弗洛凯能级和待测太赫兹信号耦合;

6、s4、两个不同频率的本振信号即一号强本振场、二号强本振场组成的强驱动场,经过里德堡原子产生的新的弗洛凯信号,弗洛凯信号与原本的本振信号一起通过里德堡原子与待测太赫兹信号混频,构成了里德堡原子弗洛凯太赫兹频率梳的探测方式;

7、s5、扫描待测信号场的频率,得到系统对于不同频率的待测太赫兹信号场的拍频响应强度。

8、本专利技术具有的技术效果:

9、1、实现了一个具有最大80mhz带宽的里德堡原子弗洛凯太赫兹频率梳谱,可以对太赫兹信号进行原子内拍频,精确测量其频率,幅度,以及相位等信息。

10、2、基于弗洛凯技术的太赫兹里德堡频率梳谱,具有很强的可扩展性,对调制器件的带宽要求低,利用里德堡原子的弗洛凯效应其频率梳谱数倍于弗洛凯调制信号的频率。而普通的微波频率梳只能覆盖其调制带宽对应的范围。

11、3、产生方式简单,通过两台相干的信号源或者带有双音调制功能的单路信号就可以产生所需的强本振信号。

12、4、可调节性强。弗洛凯技术的太赫兹里德堡频率梳谱,可以通过增大太赫兹驱动场的强度提高梳齿的个数和覆盖宽度。仅仅需要通过改变两个驱动场之间的频率可以实现频率梳间隔的调节。

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【技术保护点】

1.一种弗洛凯技术的里德堡原子太赫兹频率梳谱的产生方法,其特征在于,包括以下步骤:

【技术特征摘要】

1.一种弗洛凯技术的里德堡原子太赫兹频率梳...

【专利技术属性】
技术研发人员:张力华王启锋丁冬生
申请(专利权)人:合肥达芬奇量子科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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