論文の概要: High sensitivity measurement of ULF, VLF and LF fields with Rydberg-atom sensor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.04761v1
- Date: Wed, 8 May 2024 02:15:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-09 15:35:21.316685
- Title: High sensitivity measurement of ULF, VLF and LF fields with Rydberg-atom sensor
- Title（参考訳）: Rydberg-atom Sensorを用いたULF, VLF, LFフィールドの高感度計測
- Authors: Mingwei Lei, Meng Shi,
- Abstract要約: 本稿では, 並列電極を内蔵したCs気相セルにおけるULF, VLF, LF帯の電界測定について検討する。
印加直流電界の最適化により,Rydberg-atom センサを用いた1kHz,10kHz,100kHzの周波数での電界の高感度検出を実現する。
対応する感度は5.7muV/cm/sqrtHz、2.2muV/cm/sqrtHz、0.95muV/cm/sqrtである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5616884466478884
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Fields with frequencies below megahertz are challenging for Rydberg-atom-based measurements, due to the low-frequency electric field screening effect that is caused by the alkali-metal atoms adsorbed on the inner surface of the container. In this paper, we investigate on electric fields measurements in the ULF, VLF and LF bands in a Cs vapor cell with built-in parallel electrodes. With optimization of the applied DC field, we achieve high-sensitive detection of the electric field at frequencies of 1kHz, 10kHz and 100kHz based on Rydberg-atom sensor, with the minimum electric field strength down to 18.0{\mu}V/cm, 6.9{\mu}V/cm and 3.0{\mu}V/cm, respectively. The corresponding sensitivity is 5.7 {\mu}V/cm/{\sqrt{Hz}}, 2.2{\mu}V/cm/{\sqrt{Hz}} and 0.95{\mu}V/cm/{\sqrt{Hz}} for ULF, VLF and LF fields, which is better than 1-cm dipole antenna. Besides, the linear dynamic range of Rydberg-atom sensor is over 50 dB. This work presents the potential to enable more applications that utilize atomic sensing technology in ULF, VLF and LF fields.
- Abstract（参考訳）: メガヘルツ以下の周波数の磁場は、容器の内面に吸着したアルカリ金属原子によって引き起こされる低周波電界遮蔽効果により、リドベルク原子に基づく測定では困難である。
本稿では, 並列電極を内蔵したCs気相セルにおけるULF, VLF, LF帯の電界測定について検討する。
印加直流電界の最適化により,Rydberg-atom センサによる1kHz,10kHz,100kHzの周波数での電界の高感度検出が可能となり,それぞれ18.0{\mu}V/cm,6.9{\mu}V/cm,3.0{\mu}V/cmの最低電界強度が得られた。
対応する感度はULF、VLF、LFの5.7 {\mu}V/cm/{\sqrt{Hz}}、2.2 {\mu}V/cm/{\sqrt{Hz}}、および0.95 {\mu}V/cm/{\sqrt{Hz}}である。
さらに、Rydberg-atomセンサーの線形ダイナミックレンジは50dB以上である。
この研究は、ULF、VLF、LFフィールドで原子センシング技術を利用するより多くのアプリケーションを可能にする可能性を示す。
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