[发明专利]基于里德堡原子量子相干效应的射频电场校对方法及装置

权利要求书

1.一种基于里德堡原子量子相干效应的射频电场校对方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)将装有一对平行电极板的玻璃铯泡作为铯原子样品池(1)；

(b)第一激光光源(2)发出波长852nm的激光作为探测光，将探测光的频率锁定在铯原子的基态|g>和第一激发态|e>两个能级的共振位置，探测光经过高反射率反射镜(5)从铯原子样品池(1)的一端入射到铯原子样品池(1)中，作用于铯原子的基态|g>和第一激发态|e>，透过铯原子样品池(1)的探测光通过双色镜(6)入射到光电探测器(7)上进行探测；第二激光光源(3)发出波长510nm的激光作为耦合光，耦合光通过双色镜(6)从铯原子样品池(1)的另一端入射进铯原子样品池(1)中，与探测光在铯原子样品池(1)中的两平行电极板间反向重叠，耦合光耦合铯原子的第一激发态|e>与里德堡nD_5/2能级|r>；所述第一激光光源(2)和第二激光光源(3)发出的两种激光频率应满足铯nD_5/2态里德堡原子阶梯型三能级系统电磁感应透明的条件；

(c)扫描510nm耦合光的频率，使光电探测器(7)获得852nm探测光的无多普勒背景的电磁感应透明光谱；

(d)射频源(4)在电极板的接线端加一个弱的射频电场，使(c)步骤中所得的电磁感应透明光谱发生Stark频移和分裂，同时产生由射频电场调制里德堡能级的偶级边带，在Stark光谱中，磁量子数m_j＝5/2的Stark光谱与磁量子数m_j＝1/2,3/2的二级边带形成多个能级交叉点，每个能级交叉点作为一个校准射频电场的基准点，每一个基准点对应一个精确的射频电场值；

(e)利用确定的射频电场值对电场测量仪器进行校准，然后用校对过的电场测量仪器对射频电场进行测量，从而实现射频电场的校准。

2.根据权利要求1所述的基于里德堡原子量子相干效应的射频电场校对方法，其特征在于：所述射频源(4)的频率范围为1MHz-1GHz。

3.一种用于权利要求1所述的基于里德堡原子量子相干效应的射频电场校对方法的装置，其特征在于，包括铯原子样品池(1)、第一激光光源(2)、第二激光光源(3)、射频源(4)、高反射率反射镜(5)、双色镜(6)和光电探测器(7)，所述铯原子样品池(1)是装有一对平行电极板的玻璃铯泡，平行电极板的两个接线端裸露在铯原子样品池(1)的外面，所述第一激光光源(2)和高反射率反射镜(5)设在铯原子样品池(1)的一侧，所述第二激光光源(3)和双色镜(6)设在铯原子样品池(1)的另一侧，所述高反射率反射镜(5)和双色镜(6)的正面与水平面成45度夹角，所述射频源(4)的两个接线分别与平行电极板的两个接线端相连接，所述光电探测器(7)设在双色镜(6)反面的一侧。