【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电磁场检测器、包括电磁场检测器的系统以及操作电磁场检测器的方法。
技术介绍
1、里德伯(rydberg)原子是具有激发到非常高的主量子数(例如>10)的一个或更多个电子的原子。这些里德伯原子具有多种有用的性质，例如非常大的偶极矩和长的衰变周期。
2、里德伯原子可用于检测电磁场。基于里德伯原子的电磁场探测器是基于电磁感应透明(eit)效应的。当使用探测激光和耦合激光将原子介质的电子提升到里德伯状态时，可能经历eit效应。在这种状态下，原子介质对探测激光变得透明。入射在原子介质处的电磁场然后可以造成电子从里德伯状态到另外的里德伯状态的进一步跃迁。电子随后可以从该另外的里德伯状态下降到基态，使得原子介质对探测激光变得不太透明。因此，可以从透明度的这种变化检测电磁场作为探测激光强度的变化，从而产生基于里德伯原子的amrf接收器。这种效应的更详细解释可以在以下文章得到“a multiple-band rydberg-atom basedreceiver/antenna:am/fm stereo reception”,holloway et al.,national instituteof standards and technology)。
3、此外，基于里德伯原子的fm rf接收器以类似的方式工作。也就是说，当rf电场从其谐振rf跃迁频率改变(或“失谐”)时，eit信号(在eit信号相对于探测激光失谐的曲线图上)分裂成两个非对称峰。两个峰的分离随着rf失谐而增加。通过将探测激光和耦合激光锁定到
4、里德伯rf接收器还可以用于检测经相位调制的rf场，诸如二进制相移键控(bpsk)、正交相移键控(qpsk)和正交振幅调制(qam)信号(在许多无线和蜂窝通信协议中使用)的那些。在这些调制方案中，通过调制载波的相位来发送数据。为了检测载波的相位，将与到里德伯状态的跃迁谐振的参考rf场施加到原子介质，其充当本地振荡器。检测差频或“中间频率”，并且中间频率信号的相位直接对应于本地振荡器与入射rf电场之间的相对相位。这种效应的更详细解释也可以在文章“arydberg atom-based mixer:measuring thephase of a radio frequency wave”,appl.phys.lett.114,114101(2019),holloway etal.和“detecting and receiving phase-modulated signals with a rydberg atom-based receiver”,ieee antennas and wireless propagation letters,vol.18,no.9,september 2019,holloway et al中得到。
技术实现思路
1、根据本专利技术的第一个方面，提供了一种电磁场检测器，所述电磁场检测器包括：第一光信号接口，所述第一光信号接口被构造成从一个或更多个远程光源接收第一光信号；电磁场发送器，所述电磁场发送器被构造成发送根据所述第一光信号生成的本地振荡器电磁场，所述电磁场发送器包括：光电流生成器，所述光电流生成器被构造成根据所述第一光信号生成光电流；和天线接口，所述天线接口被构造成将所述光电流提供给天线以发送所述本地振荡器电磁场；第二光信号接口，所述第二光信号接口被构造成从所述一个或更多个远程光源接收探测光信号和耦合光信号；和传输介质，所述传输介质被构造成由所述探测光信号激发并进一步由所述耦合光信号激发，其中，所述探测光信号具有被设置成将所述传输介质的电子激发到第一激发态的探测频率，并且所述耦合光信号具有被设置成将所述传输介质的电子激发到预定的里德伯状态以引起电磁感应透明eit效应的耦合频率，其中，所述传输介质还被构造成接收所述本地振荡器电磁场和来自远程发送器的经相位调制的电磁场，使得所述经相位调制的电磁场和所述本地振荡器电磁场的组合引起所述探测光信号的变化，根据所述变化，所述经相位调制的电磁场的相位状态能够被检测。
2、所述第一光信号接口可以还被构造成从所述一个或更多个远程光源接收第二光信号，并且所述光电流生成器可以被构造成通过混合所述第一光信号和所述第二光信号来生成所述光电流。
3、所述本地振荡器电磁场和所述经相位调制的电磁场可以是同步的。
4、所述第一光信号可以具有在o波段、e波段、s波段、c波段、l波段和u/xl波段之一中的波长。
5、所述第二光信号可以具有在o波段、e波段、s波段、c波段、l波段和u/xl波段之一中的波长。
6、所述本地振荡器电磁场可以是双极化的。
7、所述电磁场检测器可以还包括：第一模块，所述第一模块包括所述第一光信号接口和所述电磁场发送器；和第二模块，所述第二模块包括所述第二光信号接口和所述传输介质。
8、所述第一模块和所述第二模块可以实现在单个壳体中或实现在各自的壳体中。
9、所述第二模块可以是多个第二模块中的一个，各个第二模块可以包括：相应的第二光信号接口，所述相应的第二光信号接口被构造成从所述一个或更多个远程光源接收所述探测光信号和所述耦合光信号，和相应的传输介质，所述相应的传输介质被构造成由所述探测光信号激发并进一步由所述耦合光信号激发，其中，所述探测光信号具有被设置成将所述传输介质的电子激发到第一激发态的探测频率，并且所述耦合光信号具有被设置成将所述相应的传输介质的电子激发到预定的里德伯状态以引起电磁感应透明eit效应的耦合频率，其中，所述相应的传输介质可以还被构造成接收来自所述远程发送器的经相位调制的电磁场和来自所述第一模块的所述电磁场发送器的所述本地振荡器电磁场，使得所述经相位调制的电磁场和所述本地振荡器电磁场的组合引起所述探测信号的变化，根据所述变化，所述经相位调制的电磁场的相位状态能够被检测。
10、所述第一模块可以是多个第一模块中的一个，各个第一模块可以包括：相应的第一光信号接口，所述相应的第一光信号接口被构造成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电磁场检测器，所述电磁场检测器包括：
2.根据权利要求1所述的电磁场检测器，其中，所述第一光信号接口还被构造成从所述一个或更多个远程光源接收第二光信号，并且所述光电流生成器被构造成通过混合所述第一光信号和所述第二光信号来生成所述光电流。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的电磁场检测器，其中，所述本地振荡器电磁场和所述经相位调制的电磁场是同步的。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的电磁场检测器，其中，所述第一光信号具有在O波段、E波段、S波段、C波段、L波段和U/XL波段之一中的波长。
5.根据权利要求2或从属于权利要求2的权利要求3或权利要求4所述的电磁场检测器，其中，所述第二光信号具有在O波段、E波段、S波段、C波段、L波段和U/XL波段之一中的波长。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的电磁场检测器，其中，所述本地振荡器电磁场是双极化的。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的电磁场检测器，所述电磁场检测器还包括：
8.根据权利要求7所述的电磁场检测器，其中，所述第一模块和所述第二模
9.根据权利要求7或8所述的电磁场检测器，其中，所述第二模块是多个第二模块中的一个，各个第二模块包括：
10.根据权利要求9所述的电磁场检测器，其中，所述第一模块是多个第一模块中的一个，各个第一模块包括：
11.一种系统，所述系统包括：
12.根据权利要求11所述的系统，所述系统是电信网络的一部分，其中，所述一个或更多个光源被构造成接收网络分发的同步信号，并且所述一个或更多个光源被构造成基于所述同步信号来同步所述第一光信号。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述经相位调制的电磁场与所述网络分发的同步信号同步。
14.根据权利要求11所述的系统，所述系统还包括主时钟和被构造成将从所述主时钟得出的同步信号传送到所述远程收发器的发送器，其中，所述第一光信号被同步到所述同步信号。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的系统，所述系统还包括光通信网络，其中，所述第一光信号、所述探测光信号和所述耦合光信号经由所述光通信网络传送到所述电磁场检测器。
16.一种操作电磁场检测器的方法，所述电磁检测器具有传输介质，所述方法包括以下步骤：
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法，其中，所述电磁场检测器是电磁场检测器阵列的元件，所述电磁场检测器阵列的各个元件具有传输介质，其中，所述电磁场检测器阵列的各个元件的所述传输介质由所述探测光信号激励并进一步由所述耦合光信号激励，以在所述电磁场检测器阵列的各个元件的所述传输介质中引起EIT效应，其中，所述方法还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电磁场检测器，所述电磁场检测器包括：
2.根据权利要求1所述的电磁场检测器，其中，所述第一光信号接口还被构造成从所述一个或更多个远程光源接收第二光信号，并且所述光电流生成器被构造成通过混合所述第一光信号和所述第二光信号来生成所述光电流。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的电磁场检测器，其中，所述本地振荡器电磁场和所述经相位调制的电磁场是同步的。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的电磁场检测器，其中，所述第一光信号具有在o波段、e波段、s波段、c波段、l波段和u/xl波段之一中的波长。
5.根据权利要求2或从属于权利要求2的权利要求3或权利要求4所述的电磁场检测器，其中，所述第二光信号具有在o波段、e波段、s波段、c波段、l波段和u/xl波段之一中的波长。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的电磁场检测器，其中，所述本地振荡器电磁场是双极化的。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的电磁场检测器，所述电磁场检测器还包括：
8.根据权利要求7所述的电磁场检测器，其中，所述第一模块和所述第二模块实现在单个壳体中或实现在各自的壳体中。
9.根据权利要求7或8所述的电磁场检测器，其中，所述第二模块是多个第二模块中的一个，各个第二模块包括：
10.根据权利要求9所述的电磁场检测器，其中，所述第一模块是多个第一模块中的一个，各个第...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·伯顿，M·门切蒂，L·布西，A·利斯，
申请(专利权)人：英国电讯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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