論文の概要: Highly sensitive measurement of a megahertz rf electric field with a
Rydberg-atom sensor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.06576v3
- Date: Mon, 4 Jul 2022 09:09:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 09:52:41.994035
- Title: Highly sensitive measurement of a megahertz rf electric field with a
Rydberg-atom sensor
- Title（参考訳）: Rydberg-atom センサを用いたメガヘルツrf電界の高感度測定
- Authors: Bang Liu, Li-Hua Zhang, Zong-Kai Liu, Zheng-Yuan Zhang, Zhi-Han Zhu,
Wei Gao, Guang-Can Guo, Dong-Sheng Ding, Bao-Sen Shi
- Abstract要約: 熱原子系におけるRydberg原子による電磁誘導透過による弱MHz電界の高感度測定を報告する。
我々は,テキストカラーブラック37.3$mathrmmu V/cm$の最小電界強度を,高感度の-65$dBm/Hz,リニアダイナミックレンジ65dBで測定した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.888647837059887
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Rydberg atoms have great potential in electric field measurement and have an
advantage with a large frequency bandwidth from the kHz to the THz scale.
However, the sensitivity for measuring a weak MHz electric field signal is
limited by the spectroscopic resolution, because the weak electric field
induces only a small perturbation of the population and energy level shift of
the Rydberg atoms. Here, we report highly sensitive measurement of a weak MHz
electric field using electromagnetically induced transparency with Rydberg
atoms in a thermal atomic system. Using the heterodyne method on a 30-MHz
electric field, we successfully measure the minimum electric field strength to
be \textcolor{black}{37.3 $\mathrm{\mu V/cm}$} with a sensitivity up to $-65$
dBm/Hz and a linear dynamic range over 65 dB. Additionally, we measure an
amplitude-modulated signal and demodulate the signal with a fidelity over 98\%.
This work extends the sensitivity of atomic sensors for measuring MHz electric
fields, which advances atomic electric field-sensing technology.
- Abstract（参考訳）: ライドバーグ原子は電場測定において大きなポテンシャルを持ち、kHzからTHzスケールまでの大きな周波数帯域で有利である。
しかし、弱いmhz電界信号を測定する感度は、弱い電界はライドバーグ原子の人口の小さな摂動とエネルギー準位シフトのみを誘導するため、分光分解能によって制限される。
本稿では,熱原子系におけるリドバーグ原子を用いた電磁誘導透過を用いた弱いmhz電界の高感度測定について報告する。
30mhzの電界上のヘテロダイン法を用いて、最小の電界強度を、最大感度が-65$ dbm/hz、リニアダイナミックレンジ65 db の \textcolor{black}{37.3 $\mathrm{\mu v/cm}$} で測定した。
さらに、振幅変調信号を測定し、98 %以上の忠実度で信号の復調を行う。
この研究により、MHz電界を測定する原子センサーの感度が向上し、原子電界センシング技術が進歩する。
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