【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光學(xué)測量和量子電場測量，具體涉及一種基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、電場強(qiáng)度是國際計量委員會定義的無線電計量7個關(guān)鍵量之一，電場精密測量技術(shù)在通訊、遙感、航空航天和探測雷達(dá)等方面已發(fā)揮著極其重要的作用。傳統(tǒng)的電場測量技術(shù)如電偶極子法和電容法，可能在高頻或強(qiáng)電場條件下存在精度不足或損傷風(fēng)險，無法提供足夠的測量范圍或精度。近年來，基于里德堡原子的電場測量技術(shù)因其高靈敏度和高分辨率而受到關(guān)注。然而，由于需要精確控制激光特性以匹配里德堡原子的特定能級躍遷，里德堡原子現(xiàn)有技術(shù)在大范圍連續(xù)測量上存在限制，難以滿足從低頻到高頻寬范圍電場的測量需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本專利技術(shù)提供的一種基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量系統(tǒng)及方法解決了現(xiàn)有技術(shù)在大范圍連續(xù)測量上存在限制，難以滿足從低頻到高頻寬范圍電場的測量需求的問題。
2、為了達(dá)到上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：
3、提供了一種基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法，其包括以下步驟：
4、s1、通過激光系統(tǒng)分別產(chǎn)生第一激光和第二激光；
5、s2、通過調(diào)整單元對第一激光進(jìn)行調(diào)整，得到調(diào)整后的第一激光并射入空間光調(diào)制器；
6、s3、通過調(diào)整空間光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)對調(diào)整后的第一激光進(jìn)行調(diào)制，得到不同的調(diào)制后的第一激光；
7、s4、將步驟s3中的調(diào)制后的第一激光和經(jīng)過雙色鏡的第二激光射入至里德堡原
8、s5、利用信號處理單元對不同的eit信號進(jìn)行分析，得到對應(yīng)的電場；
9、s6、基于步驟s5中的電場，確定里德堡原子電場范圍。
10、進(jìn)一步地，激光系統(tǒng)包括第一激光器和第二激光器；第一激光器采用852nm激光器；第二激光器采用510nm激光器；調(diào)整單元包括空間濾波器、偏振分束器pcb、四鏡環(huán)形腔；四鏡環(huán)形腔包括兩個平面反射鏡和兩個凹面鏡。
11、進(jìn)一步地，步驟s3包括以下步驟：
12、s3-1、調(diào)整空間光調(diào)制器的液晶層電壓，得到對應(yīng)像素點的折射率；
13、s3-2、基于各折射率調(diào)整第一激光的相位，得到第一激光的相位延遲；
14、s3-3、根據(jù)第一激光的相位延遲，設(shè)置一個相位光柵；
15、s3-4、通過相位光柵調(diào)整第一激光的頻率；
16、s3-5、判斷步驟s3-4的頻率是否達(dá)到頻率閾值；若是則進(jìn)入步驟s3-6；反之則返回步驟s3-1；
17、s3-6、根據(jù)第一激光的頻率和相位延遲，設(shè)置一個檢偏器并調(diào)整第一激光的光強(qiáng)；
18、s3-7、判斷步驟s3-6的光強(qiáng)是否達(dá)到光強(qiáng)閾值；若是則得到調(diào)整后的第一激光并進(jìn)入步驟s3-8；反之則返回步驟s3-1；
19、s3-8、重復(fù)步驟s3-1至步驟s3-7，直至達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)，得到不同的調(diào)整后的第一激光。
20、進(jìn)一步地，步驟s5包括以下步驟：
21、s5-1、選取任意一個eit信號；
22、s5-2、獲取選取的eit信號的光譜；
23、s5-3、根據(jù)選取的eit信號的光譜，獲取對應(yīng)的頻移量δstark；
24、s5-4、對頻移量δstark進(jìn)行計算，得到對應(yīng)的電場；
25、s5-5、判斷步驟s5-4中的電場是否大于電場eavoid；若是則丟棄該電場；反之則保留該電場；
26、s5-6、重復(fù)步驟s5-3至步驟s5-5，直至處理完所有的eit信號。
27、進(jìn)一步地，步驟s5-4的計算公式為：
28、
29、其中，|e|表示電場的絕對值，α表示里德堡態(tài)的原子極化率。
30、一種基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量系統(tǒng)，其包括里德堡原子氣室、激光系統(tǒng)、調(diào)整單元、光電探測器、信號處理單元和控制單元；其中：
31、里德堡原子氣室，用于提供里德堡原子；
32、激光系統(tǒng)，用于產(chǎn)生激光；
33、光電探測器，用于探測通過里德堡原子氣室與里德堡原子相互作用后的激光并檢測eit信號；
34、調(diào)整單元，用于調(diào)整激光的方向和光束大小；
35、控制單元，用于調(diào)節(jié)激光的相位、強(qiáng)度和頻率，得到不同的eit信號并傳輸至信號處理單元；
36、信號處理單元，用于分析eit信號并計算電場強(qiáng)度。
37、進(jìn)一步地，激光系統(tǒng)包括第一激光器和第二激光器；第一激光器采用852nm激光器；第二激光器采用510nm激光器；調(diào)整單元包括空間濾波器、偏振分束器pcb、四鏡環(huán)形腔；四鏡環(huán)形腔包括兩個平面反射鏡和兩個凹面鏡；控制單元包括空間光調(diào)制器。
38、本專利技術(shù)的有益效果為：本方法通過控制空間調(diào)制器來控制激光的相位、頻率和光強(qiáng)，精確匹配到里德堡原子進(jìn)行特定能級躍遷需要的激光相位、頻率和光強(qiáng)，只需控制空間調(diào)制器就可以達(dá)到在大范圍連續(xù)測量電場，操作簡單，節(jié)省大量時間，可以滿足從低頻到高頻寬范圍電場的測量需求。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法，其特征在于：所述激光系統(tǒng)包括第一激光器和第二激光器；所述第一激光器采用852nm激光器；所述第二激光器采用510nm激光器；所述調(diào)整單元包括空間濾波器、偏振分束器PCB、四鏡環(huán)形腔；所述四鏡環(huán)形腔包括兩個平面反射鏡和兩個凹面鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法，其特征在于：所述步驟S3包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法，其特征在于：所述步驟S5包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法，其特征在于：所述步驟S5-4的計算公式為：
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法的測量系統(tǒng)，其特征在于：包括里德堡原子氣室、激光系統(tǒng)、調(diào)整單元、光電探測器、信號處理單元和控制單元；其中：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于空間光調(diào)制器的
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法，其特征在于：所述激光系統(tǒng)包括第一激光器和第二激光器；所述第一激光器采用852nm激光器；所述第二激光器采用510nm激光器；所述調(diào)整單元包括空間濾波器、偏振分束器pcb、四鏡環(huán)形腔；所述四鏡環(huán)形腔包括兩個平面反射鏡和兩個凹面鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法，其特征在于：所述步驟s3包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于空間光調(diào)制器的里德堡原子電場測量方法，其特征在于：所述步驟s5包括以下步驟：
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丁超，鄧松，張英，談竹奎，胡珊珊，李波，宋宏天，肖冬萍，王凌旭，王保帥，蒲曾鑫，張淮清，田承越，常強(qiáng)，金鑫，陳苓，
申請(專利權(quán))人：貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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