論文の概要: Spatiotemporal Multiplexed Rydberg Receiver

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.07316v1
• Date: Tue, 14 Feb 2023 19:59:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-16 16:40:24.504502
• Title: Spatiotemporal Multiplexed Rydberg Receiver
• Title（参考訳）: 時空間多重リドバーグ受信機
• Authors: Samuel H. Knarr, Victor G. Bucklew, Jerrod Langston, Kevin C. Cox, Joshua C. Hill, David H. Meyer, James A. Drakes
• Abstract要約: アルカリ原子のリドベルク状態は大きな電気双極子モーメントを持ち、感度が高く広帯域の電場センサーとして使用できる。 これらのセンサーは電磁誘導透過(EIT)を使用して入射電界を測定する。 従来の研究では、このEIT緩和速度が10MHz未満のRFデータシンボルレートからEITベースのセンサーの性能のロールオフを引き起こすと予測されていた。 本稿では,Rydbergセンサの応答速度を100MHz以上に向上させるアーキテクチャを,プローブレーザの時間時間多重化(STM)により提案する。
• 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: Rydberg states of alkali atoms, where the outer valence electron is excited to high principal quantum numbers, have large electric dipole moments allowing them to be used as sensitive, wideband, electric field sensors. These sensors use electromagnetically induced transparency (EIT) to measure incident electric fields. The characteristic timescale necessary to establish EIT determines the effective speed at which the atoms respond to time-varying RF radiation. Previous studies have predicted that this EIT relaxation rate causes a performance roll-off in EIT-based sensors beginning at a less than 10 MHz RF data symbol rate. Here, we propose an architecture for increasing the response speed of Rydberg sensors to greater than 100 MHz, through spatio-temporal multiplexing (STM) of the probe laser. We present experimental results validating the architecture's temporal multiplexing component using a pulsed laser. We benchmark a numerical model of the sensor to this experimental data and use the model to predict the STM sensor's performance as an RF communications receiver. For an on-off keyed (OOK) waveform, we use the numerical model to predict bit-error-ratios (BERs) as a function of RF power and data rates demonstrating feasibility of error free communications up to 100 Mbps with an STM Rydberg sensor.
• Abstract（参考訳）: 外原子価電子が高主量子数に励起されるアルカリ原子のリドバーグ状態は、大きな電気双極子モーメントを持ち、感度が高く広帯域の電場センサーとして使用できる。 これらのセンサーは電磁誘導透過(EIT)を使用して入射電界を測定する。 EITを確立するために必要な特性時間スケールは、原子が時変RF放射に反応する有効な速度を決定する。 従来の研究では、このEIT緩和速度が10MHz未満のRFデータシンボルレートからEITベースのセンサーの性能のロールオフを引き起こすと予測されていた。 本稿では,プローブレーザの時空間多重化(STM)により,Rydbergセンサの応答速度を100MHz以上に向上するアーキテクチャを提案する。 パルスレーザーを用いて,建築の時間多重化成分を検証する実験結果を示す。 我々は、この実験データにセンサの数値モデルをベンチマークし、STMセンサの性能をRF通信受信機として予測する。 オンオフキード(OOK)波形に対して,STMライドバーグセンサを用いた100Mbpsまでの誤りのない通信の実現可能性を示すRF電力とデータレートの関数として,ビットエラー比(BER)を予測する数値モデルを用いる。

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