論文の概要: Comparison of Noise Temperature of Rydberg-Atom and Electronic Microwave Receivers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.00908v2
• Date: Mon, 24 Oct 2022 13:49:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-28 04:10:03.693978
• Title: Comparison of Noise Temperature of Rydberg-Atom and Electronic Microwave Receivers
• Title（参考訳）: Rydberg-Atomおよび電子マイクロ波受信機の雑音温度の比較
• Authors: Gabriel Santamaria-Botello, Shane Verploegh, Eric Bottomley, Zoya Popovic
• Abstract要約: 従来の室温電子受信機は室温Rydberg電気計の感度が最も優れていた。 レイドバーグ原子受信機は、共鳴や閉じ込めマイクロ波構造が原子によって感知される電場を高めるように設計されている場合、従来の受信機の感度を超えることができる。
• 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: Microwave receivers using electromagnetically-induced transparency (EIT) in Rydberg atoms have recently demonstrated improved sensitivities. It is not evident how their state-of-the-art electric field sensitivities compare to those achieved using standard electronic receivers consisting of low-noise amplifiers (LNAs) and mixers. In this paper, we show that conventional room-temperature electronic receivers greatly outperform the best demonstrated sensitivities of room-temperature Rydberg electrometers in standard free-space coupled configurations. However, Rydberg-atom receivers can surpass the sensitivity of conventional receivers if resonant or confining microwave structures are designed to enhance the electric fields sensed by the atoms. For a given microwave resonator, the external (coupling) quality factor must be carefully chosen to minimize their thermal and quantum noise contributions. Closed-form expressions for these optimal design points are found, and compared in terms of noise temperature with conventional LNAs reported in the literature from 600 MHz to 330 GHz.
• Abstract（参考訳）: リードバーグ原子における電磁誘導透過(eit)を用いたマイクロ波受信機は、最近感度の向上を実証している。 最先端の電界感度が低ノイズ増幅器(lna)とミキサーからなる標準の電子受信器でどのように達成されたかは明らかではない。 本稿では,従来の室温電子受信機が標準自由空間結合構成における室温Rydberg電気計の感度を最大に上回ることを示す。 しかし、Rydberg-atom受信機は、共鳴や閉じ込めマイクロ波構造が原子によって感知される電場を高めるように設計されている場合、従来の受信機の感度を超えることができる。 マイクロ波共振器の場合、外部(結合)品質係数は熱および量子ノイズの寄与を最小限に抑えるために慎重に選択する必要がある。 これらの最適設計点に対するクローズドフォーム表現は,600MHzから330GHzまでの文献で報告されている従来のLNAと比較した。

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