通过光学零差和射频外差检测探究里德伯原子传感的带宽与灵敏度
基于里德堡原子的传感器可实现国际单位制(SI)可溯源测量,在通信和雷达技术领域展现出广阔应用前景。本研究利用铷蒸气池中的里德堡电磁感应透明(EIT)光谱技术,系统探究了里德堡原子传感器的带宽与灵敏度特性。该团队创新性地将射频(RF)外差测量技术与光学零差装置相结合,成功拓展了里德堡传感器灵敏度与带宽的优化区间。虽然原子渡越时间和耦合场拉比频率制约了里德堡传感器的带宽上限,但通过减小光束尺寸实现更高带宽的传统方法往往因EIT信号强度降低而损害灵敏度。研究人员采用光学零差探测技术,在保持高灵敏度的同时实现了8MHz响应带宽。此外,该工作利用里德堡传感器成功接收数字通信信号,并通过误差矢量幅度(EVM)测量量化了不同符号速率与传感器带宽的关联特性。研究还将其性能与传统射频混频器进行对比,首次揭示里德堡传感器接收纯音信号与调制信号时的带宽差异源于频域符号展宽效应——这种效应会降低信噪比(SNR),并在调制信号全频段内产生噪声累积效应。
