[发明专利]基于电磁诱导透明效应测量高频微波场强的装置和方法

摘要

本发明涉及表面微弱高频微波场强测量技术，具体为一种基于电磁诱导透明效应测量高频微波场强的装置和方法。本发明的技术特点利用特别设计的样品吸收池结构实现对表面微弱微波场强的高灵敏度，高精确度的探测，通过里德堡态原子的量子相干效应可以将原子线的分裂和微波场强联系起来，这样可以将微波场强的测量溯源到原子跃迁线的频率标准，利用两者的线性关系可以实现此装置的自校准，同时由于高里德堡态对微弱微波场的高灵敏响应，可以使高频率微波场的探测灵敏度达到0.1mV/m甚至10mV/m。同时整个探测装置结构，稳定性强，对微波扰动很小。

主权项

一种基于电磁诱导透明效应测量高频微波场强的装置，其特征在于，包括第一步激发激光器(1)、第二步激发激光器(2)以及内部充有样品原子蒸汽且外侧两端分别设有一个光纤耦合头的样品池(4)；第一步激发激光器(1)出射端通过光纤连接有光纤调制器(3)；光纤调制器(3)的出射端通过光纤与样品池(4)的一个光纤耦合头相连接；第二步激发激光器(2)的出射端通过光纤连接有光纤耦合/分束器(5)；光纤耦合/分束器(5)的一个出射端通过光纤与样品池(4)的另一个光纤耦合头相连接；光纤耦合/分束器(5)的另一个出射端通过光纤连接有光电探测器(8)；还包括参考信号源(6)，参考信号源(6)的一个信号输出端与光纤调制器(3)的信号输入端连接，参考信号源(6)的另一个信号输出端连接有数字锁相放大器(7)；光电探测器(8)的信号输出端也与数字锁相放大器(7)相连接；数字锁相放大器(7)的信号输出端连接有信号采集装置(9)；所述样品池(4)及两个光纤耦合头的结构设置能够确保两个光纤耦合头的光路共线；第一步激发激光器(1)出射的激发光中心波长与样品原子的基态和第一激发态的跃迁共振；第二步激发激光器(2)出射的激发光中心波长与样品原子的第一激发态到某个特定的里德堡态之间的跃迁共振；所述样品池(4)呈扁平结构且采用石英玻璃加工制成，两个光纤耦合头分别设在样品池(4)上表面的左右两侧，样品池(4)的上下内侧面镀宽带高反射率膜，使得激光在样品池(4)内获得多次反射，样品池(4)的上表面两侧光纤耦合头入射角度可调，可以使得两束光共线。