【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電場量子測量領域，尤其是涉及低頻電場測量方法及三光子里德堡系統。
技術介紹
1、隨著激光技術的發展和量子態操控技術的成熟，為了提高電場測量的靈敏度以及穩定度，基于里德堡原子電磁誘導透明(electromagnetic?induced?transparency，eit)效應的電場測量越來越受到人們的關注。里德堡原子由于獨特的物理特性而在電場測量中顯示出無可比擬的優勢，然而，在針對khz及以下低頻電場測量時卻面臨嚴峻的挑戰。常規的雙光子三能級測量方案對低頻電場表現出顯著的屏蔽效應，其原因是激光造成氣室中的原子發生光致電離、潘寧電離等，自由電子被低頻電場牽引聚積在氣室內表面，對外部電場造成屏蔽。特別是當頻率低至khz時，外電場完全被屏蔽無法對原子產生影響。
2、目前能夠降低或消除屏蔽效應的方案主要有兩種：一種是采用具有極大表面電阻率(>1012ω/sq)的藍寶石材質原子氣室，藍寶石材質原子氣室構成的測量系統用于khz頻率的低頻電場測量時，其測量靈敏度能夠達到0.34mv/m·hz1/2，但對于幾十赫茲內的電場，其測量靈敏度要差很多。因為eit光譜會隨著電場頻率呈周期性變化，導致光譜的最大stark頻移量難以準確識別，并且藍寶石材質的原子氣室對幾十赫茲電場的屏蔽效應也較為明顯。另一種是采用極板內置的原子氣室，通過微納加工工藝將電極板置于氣室內部，在極板上施加電壓生成待測電場，從而消除氣室對外部電場的屏蔽，但這種方法只適用于實驗室研究，不適用于實際應用場景中的空間電場測量。
技術實現
1、為了降低原子氣室對低頻電場造成的屏蔽問題，本申請提供了低頻電場測量方法及三光子里德堡系統。
2、第一方面，本申請提供一種低頻電場測量方法，所述低頻電場測量方法包括：
3、將內含有銫原子的原子氣室移動至待測低頻電場；
4、通過探測光驅動銫原子從基態6s1/2躍遷到激發態6p1/2；之后通過綴飾光驅動銫原子從激發態6p1/2遷躍到激發態9s1/2；之后通過耦合光驅動銫原子從激發態9s1/2躍遷到更高的里德堡態np3/2，以獲得里德堡原子；
5、采用光電探測器檢測所述探測光的吸收情況；基于所述吸收情況，采用示波器觀察eit光譜變化；基于所述eit光譜變化，獲取光譜頻移量；
6、通過所述光譜頻移量和所述里德堡原子的極化率，計算出所述待測低頻電場的電場場強。
7、可選地，所述探測光、所述綴飾光和所述耦合光的波長分別為895nm、636nm和2245nm。
8、可選地，所述探測光、所述綴飾光和所述耦合光均通過單模保偏光纖輸出。
9、第二方面，本申請提供一種三光子里德堡系統，應用于第一方面所述的低頻電場測量方法，包括：
10、原子氣室、光電探測器、示波器、三個單模保偏光纖以及三個光纖激光器；所述原子氣室內含有銫原子，所述示波器、所述光電探測器和所述原子氣室依次連接，所述光纖激光器通過所述單模保偏光纖連接于所述原子氣室，三個所述光纖激光器分別用于向所述原子氣室發射探測光、綴飾光、耦合光，所述示波器用于將所述光電探測器探測到的eti光譜進行示出。
11、可選地，所述單模保偏光纖和所述原子氣室之間設置有自聚焦透鏡。
12、綜上所述，本申請至少包括以下有益技術效果：
13、1.通過采用三束長波長激光，能夠有效降低對原子的電離，從而降低原子氣室對低頻電場造成的屏蔽問題。
14、2.本申請不需要特殊加工工藝制成的極板內置原子氣室和藍寶石原子氣室，并且光纖集成的測量系統具備更高的實用性和現場適用性，能夠實現空間低頻電場的直接測量。
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1.一種低頻電場測量方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的低頻電場測量方法，其特征在于，所述探測光、所述綴飾光和所述耦合光的波長分別為895nm、636nm和2245nm。
3.如權利要求1所述的低頻電場測量方法，其特征在于，所述探測光、所述綴飾光和所述耦合光均通過單模保偏光纖(4)輸出。
4.一種三光子里德堡系統，應用于如權利要求1-3任意一項所述的低頻電場測量方法，其特征在于，所述三光子里德堡系統包括：
5.如權利要求4所述的三光子里德堡系統，其特征在于，所述單模保偏光纖和所述原子氣室之間設置有自聚焦透鏡(6)。
【技術特征摘要】
1.一種低頻電場測量方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的低頻電場測量方法，其特征在于，所述探測光、所述綴飾光和所述耦合光的波長分別為895nm、636nm和2245nm。
3.如權利要求1所述的低頻電場測量方法，其特征在于，所述探測光、所述綴飾光和所述耦...
【專利技術屬性】
技術研發人員：肖冬萍，張淮清，丁超，彭文雄，王保帥，宋宏天，鄧松，張英，談竹奎，胡珊珊，樊磊，陳俊衛，胡全，白潔，蒲曾鑫，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：
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