論文の概要: SI-Traceable Calibration and Performance Benchmarking of a Terahertz Photomixer Transmitter-Receiver System Using a Rydberg Atomic Sensor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.11887v1
- Date: Thu, 10 Sep 2026 17:50:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-11 23:53:35.476224
- Title: SI-Traceable Calibration and Performance Benchmarking of a Terahertz Photomixer Transmitter-Receiver System Using a Rydberg Atomic Sensor
- Title（参考訳）: ライドバーグ原子センサーを用いたテラヘルツ光ミキサ受信システムのSI追従性校正と性能ベンチマーク
- Abstract要約: テラヘルツ(THz)周波数状態における電磁界強度の正確な校正は依然として難しい。
ここでは、SIトレーサブルキャリブレーションと商用光ミキサを用いたTHz受信システムの性能を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1199585259018459
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Accurate calibration of electromagnetic field strength in the terahertz (THz) frequency regime remains challenging due to the limited availability of SI-traceable field sensors. Here we demonstrate SI-traceable calibration and performance benchmarking of a commercial photomixer-based THz transmitter-receiver system operating near 204 GHz using Rydberg electric-field sensing in a thermal atomic vapor. The THz electric field is extracted from the Autler-Townes (AT) effect of the cesium $17D_{5/2}\rightarrow18P_{3/2}$ Rydberg transition. We measure the strength of AT-split lines as a function of THz detuning from resonance to find the on-resonant Rabi frequency, which, together with atomic transition dipole moments and fundamental constants, yields the THz electric field. The atomically measured field calibrates the photomixer transmitter field and power, while simultaneous measurements with a commercial InGaAs photomixer receiver calibrate the receiver's current-to-field responsivity and convert its current-noise floor into an absolute noise-equivalent THz electric-field sensitivity. Our study demonstrates that Rydberg atomic sensors provide a practical method for SI-traceable calibration and benchmarking of THz transmitter and receiver systems, and for the establishment of a quantitative link between state-of-the-art and absolute atom-based THz sensors.
- Abstract（参考訳）: テラヘルツ(THz)周波数状態における電磁界強度の正確な校正は、SIトレーサブル磁界センサが限られたため、依然として困難である。
本稿では、Rydberg電界センサを用いて204GHz付近で動作する商用光ミキサーを用いたTHz送受信システムのSI追跡可能なキャリブレーションと性能ベンチマークを行う。
THz電場は、セシウム17D_{5/2}\rightarrow18P_{3/2}$Rydberg転移のオートラー・タウンズ(AT)効果から抽出される。
我々は, 原子遷移双極子モーメントと基本定数とともに, THz電場を得る共振器型ラビ周波数を求めるために, 共振器から分解するTHzの関数として, AT-スプリット線の強度を測定する。
原子的に測定されたフィールドは、光ミキサーのフィールドとパワーを校正する一方、商用のInGaAs光ミキサーレシーバーと同時測定は、受信機のカレント・ツー・フィールドの応答を校正し、そのカレント・ノイズのフロアを絶対ノイズ等価なTHz電界感度に変換する。
本研究では,Rydberg原子センサが,THz送信機と受信機のSI追跡可能なキャリブレーションとベンチマークを行うための実用的手法を提供し,最先端のTHzセンサと絶対原子ベースのTHzセンサの定量的リンクを確立することを実証した。
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