[发明专利]基于里德堡原子量子相干效应的射频电场频率的测量方法

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频率的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)将装有碱金属原子蒸气的玻璃铯泡作为原子样品池(1)，在原子样品池(1)的两侧分别设有高反射率反射镜(4)和双色镜(5)，在双色镜(5)的外侧设有光电探测器(6)；

(b)第一激光光源(2)发出探测光，将探测光的频率锁定在碱金属原子基态到第一激发态的共振跃迁线上，探测光经高反射率反射镜(4)从原子样品池(1)的一端入射到原子样品池(1)中，穿过原子样品池(1)的探测光经双色镜(5)入射到光电探测器(6)上进行探测；

(c)第二激光光源(3)发出耦合光，耦合光经双色镜(5)从原子样品池(1)的另一端入射到原子样品池(1)中，与探测光在原子样品池(1)中反向共线传播，耦合光耦合碱金属原子的第一激发态与里德堡能级nS_1/2态或nD_5/2，3/2态；

(d)第二激光光源(3)在碱金属原子的第一激发态到里德堡能级nS_1/2态或nD_5/2，3/2态的共振跃迁线附近扫描耦合光的频率，使光电探测器(6)探测到无多普勒背景的电磁感应透明光谱；

(e)将测量射频电场频率的装置放置于待测射频电场中，在待测射频电场的作用下，(d)步骤中所述的电磁感应透明光谱产生射频边带，边带谱线出现的位置满足如下公式：

式中，为约化的普朗克常量；ω_ν,N为产生N级射频边带所需的激发光频率；W_ν表示EIT主峰出现的位置；ω_RF为待测射频电场的频率；N为边带级数，N为偶数；

测量边带谱线与EIT主峰W_ν位置之间的频率间隔，再除以其对应的边带级数N，即测得待测射频电场的频率。

2.根据权利要求1所述的一种基于里德堡原子量子相干效应的射频电场频率的测量方法，其特征在于：所述碱金属原子为铯原子；探测光的频率锁定在铯原子的基态6S_1/2，F＝4到第一激发态6P_3/2，F’＝5的共振跃迁线上；在铯原子的第一激发态6P_3/2，F’＝5到里德堡能级nS_1/2态或nD_5/2，3/2态的共振跃迁线附近扫描耦合光的频率。