論文の概要: Waveguide-coupled Rydberg spectrum analyzer from 0 to 20 GHz
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.14383v4
- Date: Thu, 20 May 2021 20:10:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-30 14:24:37.991867
- Title: Waveguide-coupled Rydberg spectrum analyzer from 0 to 20 GHz
- Title（参考訳）: 0ghzから20ghzまでの導波路結合rydbergスペクトルアナライザ
- Authors: David H. Meyer, Paul D. Kunz, and Kevin C. Cox
- Abstract要約: 我々は、平面マイクロ波導波路に結合した熱Rydberg原子に基づく原子ラジオ周波数受信機とスペクトル解析器を実証する。
本システムは,最大120(2)dBm/Hz,直流結合,4MHzの即時帯域,80dB以上の線形ダイナミックレンジの固有感度を実現する。
また,非破壊的な導波路-原子相互作用による熱Rydbergアンサンブルの導波路-可読性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We demonstrate an atomic radio-frequency (RF) receiver and spectrum analyzer
based on thermal Rydberg atoms coupled to a planar microwave waveguide. We use
an off-resonant RF heterodyne technique to achieve continuous operation for
carrier frequencies ranging from DC to 20 GHz. The system achieves an intrinsic
sensitivity of up to -120(2) dBm/Hz, DC coupling, 4 MHz instantaneous
bandwidth, and over 80 dB of linear dynamic range. By connecting through a
low-noise preamplifier, we demonstrate high-performance spectrum analysis with
peak sensitivity of better than -145 dBm/Hz. Attaching a standard rabbit-ears
antenna, the spectrum analyzer detects weak ambient signals including FM radio,
AM radio, Wi-Fi, and Bluetooth. We also demonstrate waveguide-readout of the
thermal Rydberg ensemble by non-destructively probing waveguide-atom
interactions. The system opens the door for small, room-temperature,
ensemble-based Rydberg sensors that surpass the sensitivity, bandwidth, and
precision limitations of standard RF sensors, receivers, and analyzers.
- Abstract（参考訳）: 平面マイクロ波導波路に結合した熱リドバーグ原子に基づく原子高周波受信機とスペクトル分析器の実証を行った。
非共振rfヘテロダイン法を用いて、dcから20ghzまでのキャリア周波数の連続動作を実現する。
本システムは,最大120(2)dBm/Hz,直流結合,4MHz即時帯域,80dB以上の線形ダイナミックレンジの固有感度を実現する。
低雑音プリアンプを介して接続することにより、ピーク感度が-145dBm/Hzより高い高性能スペクトル解析を行う。
標準のウサギ耳アンテナを装着すると、FMラジオ、AMラジオ、Wi-Fi、Bluetoothなどの弱環境信号を検出する。
また,非破壊的な導波路-原子相互作用による熱Rydbergアンサンブルの導波路-可読性を示す。
このシステムは、標準のRFセンサー、受信機、アナライザの感度、帯域幅、精度の制限を超える小型で室温でアンサンブルベースのRydbergセンサーのドアを開く。
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