論文の概要: Cavity-Enhanced Rydberg Atomic Superheterodyne Receiver

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.20792v1
• Date: Fri, 28 Feb 2025 07:18:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-03 13:40:40.684926
• Title: Cavity-Enhanced Rydberg Atomic Superheterodyne Receiver
• Title（参考訳）: キャビティ強化リドバーグ原子超ヘテロダイン受信機
• Authors: Yukang Liang, Qinxia Wang, Zhihui Wang, Shijun Guan, Pengfei Yang, Yuchi Zhang, Jun He, Pengfei Zhang, Gang Li, Tiancai Zhang,
• Abstract要約: 自由空間におけるRydberg超ヘテロダイン受信機の感度は信号-雑音比(SNR)により効果的に決定される 本研究では、光学キャビティがプローブ光とセシウム原子との相互作用を著しく増幅するキャビティ強化受信機を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.00121282352877
• License:
• Abstract: High-sensitivity measurements of the microwave electric field are important in applications of communication and metrology. \replaced{The sensitivity of traditional Rydberg superheterodyne receivers in free space is effectively determined by the signal-to-noise ratio (SNR), which is often considered equivalent to sensitivity in practical sensing applications.}{The sensitivity of the traditional Rydberg superheterodyne receivers in free space is limited by signal-to-noise contrast.} In this work, we demonstrate a cavity-enhanced receiver, where an optical cavity significantly amplifies the interaction between the probe light and cesium atoms, which substantially improves the signal-to-noise ratio via enhancing the expansion coefficient \( \kappa \). \added{Here, $\kappa$ is the edge slope of the single peak obtained by fitting the double-peak EIT-AT spectrum, characterizing the response of the probe light to the frequency detuning of the coupling laser.}The sensitivity is thus boosted by a factor of approximately 19 dB. This study highlights the pivotal role of optical cavities in advancing Rydberg-based detection systems, offering a promising approach for high-sensitivity microwave electric field measurements.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波電界の高感度測定は通信や気象学の応用において重要である。 自由空間における従来のRydberg超ヘテロダイン受信機の感度は信号対雑音比(SNR)によって決定される。 }{ 自由空間における従来のRydberg超ヘテロダイン受信機の感度は信号対雑音のコントラストによって制限される。 本研究は,光学キャビティがプローブ光とセシウム原子との相互作用を著しく増幅し,膨張係数 \( \kappa \) を増大させることで信号対雑音比を大幅に向上するキャビティ強化受信機を実証する。 \added{Here, $\kappa$は、二重ピークEIT-ATスペクトルを固定し、カップリングレーザの周波数減衰に対するプローブ光の応答を特徴付ける単一のピークのエッジ勾配である。 その結果, 感度は19dB程度に向上した。 本研究は,Rydbergをベースとした検出システムにおける光学キャビティの役割を強調し,高感度マイクロ波電界測定に有望なアプローチを提供する。

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