[发明专利]一种提高微波电场测量空间分辨率的装置及方法

权利要求书

1.一种提高微波电场测量空间分辨率的装置，其特征在于，所述装置包括：柱透镜组、法布里-珀罗光学谐振腔、方形原子蒸汽池以及具有空间分辨能力的探测器；探测光从一侧射入所述柱透镜组，耦合光从另一侧射入所述方形原子蒸汽池；

所述柱透镜组位于所述法布里-珀罗光学谐振腔上方，用于将所述探测光从高斯光束转变为薄片光束后耦合进所述法布里-珀罗光学谐振腔；

所述法布里-珀罗光学谐振腔包括两面水平设置且相互平行的反射镜，所述方形原子蒸汽池位于两面反射镜中间，位于上方的反射镜两端分别安装有压电陶瓷，用于精确控制腔长；

所述探测光的薄片光束耦合进所述法布里-珀罗光学谐振腔中，穿过所述方形原子蒸汽池后，再经位于下方的反射镜射出；所述耦合光从另一侧射入所述方形原子蒸汽池中，与所述探测光的薄片光束在所述方形原子蒸汽池中垂直相交；

所述探测器位于所述法布里-珀罗光学谐振腔下方，用于收集所述探测光，获得所述探测光的空间分辨的光谱信息。

2.根据权利要求1所述的一种提高微波电场测量空间分辨率的装置，其特征在于，所述柱透镜组包括从左至右依次设置的两面竖直设置且相互平行的柱透镜，以及一面与水平方向呈预设角度的反射镜，所述两面柱透镜的间距是二者的焦距之和。

3.根据权利要求1所述的一种提高微波电场测量空间分辨率的装置，其特征在于，所述法布里-珀罗光学谐振腔的两面反射镜为镀膜的反射镜，镀膜材料为介质膜。

4.根据权利要求1所述的一种提高微波电场测量空间分辨率的装置，其特征在于，所述法布里-珀罗光学谐振腔的镀膜反射率为96.91％，精细度为100。

5.根据权利要求1所述的一种提高微波电场测量空间分辨率的装置，其特征在于，所述法布里-珀罗光学谐振腔的腔长为1.5cm，自由程为10GHz。

6.根据权利要求1所述的一种提高微波电场测量空间分辨率的装置，其特征在于，所述耦合光通过两面相互平行的反射镜射入所述方形原子蒸汽池。

7.根据权利要求1所述的一种提高微波电场测量空间分辨率的装置，其特征在于，所述探测器为阵列式的光电二极管或CCD。

8.根据权利要求1所述的一种提高微波电场测量空间分辨率的装置，其特征在于，所述探测光为波长780nm探测光，所述法布里-珀罗光学谐振腔为波长780nm法布里-珀罗光学谐振腔。

9.一种提高微波电场测量空间分辨率的方法，应用于权利要求1-8任一项所述的一种提高微波电场测量空间分辨率的装置，其特征在于，所述方法包括：

(1)将探测光从一侧射入柱透镜组，耦合光从另一侧射入方形原子蒸汽池；

(2)所述柱透镜组将所述探测光从高斯光束转变为薄片光束后耦合进法布里-珀罗光学谐振腔；

(3)所述探测光的薄片光束耦合进所述法布里-珀罗光学谐振腔中，穿过所述方形原子蒸汽池后，再经位于下方的反射镜射出，同时所述耦合光从另一侧射入所述方形原子蒸汽池中，使所述耦合光与所述探测光的薄片光束在所述方形原子蒸汽池中垂直相交；

(4)所述探测器收集从所述法布里-珀罗光学谐振腔下方射出的所述探测光，获得所述探测光的光谱信息。

10.根据权利要求9所述的一种提高微波电场测量空间分辨率的方法，其特征在于，步骤(4)包括：

所述探测器在扫描所述探测光频率时，同时记录所述探测光强在空间上的变化，通过选取像素点合集，得到在Y-Z平面上的里德堡原子电磁感应透明的AT分裂光谱，从所述AT分裂光谱中得到微波电场强度，进而得到XYZ三个方向的微波电场的强度，即同时获得真正的微波电场三维空间高分辨测量。