論文の概要: Electrically-Small Rydberg Sensor for Three-Dimensional Determination of rf k-Vectors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.04670v1
• Date: Thu, 06 Mar 2025 18:01:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-07 15:58:22.783555
• Title: Electrically-Small Rydberg Sensor for Three-Dimensional Determination of rf k-Vectors
• Title（参考訳）: rf k-Vectorsの3次元測定のための電気的スモールライドバーグセンサ
• Authors: Peter K. Elgee, Kevin C. Cox, Joshua C. Hill, Paul D. Kunz, David H. Meyer,
• Abstract要約: 楕円偏光無線周波数(rf)の3次元$k$-vectorを抽出できる小型のライドバーグ原子電界センサを提案する。 本手法では, 空間の単一点における場ベクトル測定を用い, キャリアの波長に対して任意に小さいセンサの体積と互換性がある。 センサは幅広い楕円性に作用し、電気的に小さな感知領域が最適であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We present an electrically-small Rydberg atom electric field sensor with the ability to extract the three-dimensional $k$-vector of an elliptically polarized radio frequency (rf) field. In most mediums, the $k$-vector (or wave vector) provides the direction of propagation of an electromagnetic wave. Our method uses a field vector measurement at a single point in space and is thus compatible with a sensor volume that is arbitrarily small compared to the carrier wavelength. We measure the $k$-vector of a circularly polarized signal field with average absolute errors in the polar and azimuthal angles of $33~\text{mrad}$ and $43~\text{mrad}$ respectively, and statistical noise of $1.3~\text{mrad}/\sqrt{\text{Hz}}$ and $1.5~\text{mrad}/\sqrt{\text{Hz}}$. Additionally, we characterize the performance of the sensor as a function of the ellipticity of the input field and the size of the sensing region. We find that the sensor works over a broad range of ellipticities and validate that an electrically-small sensing region is optimal.
• Abstract（参考訳）: 楕円偏光無線周波数(rf)の3次元$k$-vectorを抽出できる小型のライドバーグ原子電界センサを提案する。 ほとんどの媒体では、$k$-vector(または波動ベクトル)は電磁波の伝播の方向を提供する。 本手法では, 空間の単一点における場ベクトル測定を用い, キャリアの波長に対して任意に小さいセンサの体積と互換性がある。 円偏極信号場の$k$-vectorは、平均絶対誤差が 3 〜\text{mrad}$ と 4 〜\text{mrad}$ であり、統計ノイズが $1.3~\text{mrad}/\sqrt{\text{Hz}}$ と $1.5~\text{mrad}/\sqrt{\text{Hz}}$ である。 さらに,センサの性能を入力フィールドの楕円性とセンサ領域の大きさの関数として特徴付ける。 センサは幅広い楕円性に作用し、電気的に小さな感知領域が最適であることを示す。

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