[发明专利]基于量子相干效应的体内电场测量装置

摘要

本发明公开的基于量子相干效应的体内电场测量装置，属于人体通信与电场测量的交叉领域。本发明包括半导体激光器及其控制单元、激光调控光路、光纤耦合原子气室电场探头和光电探测单元；所述激光器及其控制单元根据实际需求分别发射弱探测光和强耦合光；光纤耦合原子气室电场探头用于实现探测光和耦合光于光纤耦合原子气室同一端入射，即实现探测光和耦合光同向输入；激光调控光路分别对弱探测光和强耦合光的功率、频率和偏振态调整；光电探测单元实现对于EIT光谱的探测和显示。本发明通过光纤耦合原子气室电场探头使光纤穿透体内实现体内电场测量，从而促进植入式生物医疗系统在疾病诊断和治疗中的应用。

主权项

1.基于量子相干效应的体内电场测量装置，其特征在于：包括半导体激光器及其控制单元、激光调控光路、光纤耦合原子气室电场探头和光电探测单元；所述激光器及其控制单元根据实际需求分别发射弱探测光和强耦合光；光纤耦合原子气室电场探头用于实现探测光和耦合光于光纤耦合原子气室同一端入射，即实现探测光和耦合光同向输入；激光调控光路分别对弱探测光和强耦合光的功率、频率和偏振态调整；光电探测单元实现对于EIT光谱的探测和显示；弱探测光和强耦合光通过高反镜、二向色镜和吸光材料实现探测光和耦合光于光纤耦合原子气室同一端入射原子气室并作用于碱金属原子；探测光使碱金属原子从基态跃迁至中间态，耦合光使碱金属原子从中间态跃迁至里德堡态；探测光透过原子气室，作用于光电探测器并对探测光形成光谱；通过同一端入射的探测光和耦合光激发碱金属原子至里德堡态，进而使透过原子气室的探测光通过光电探测单元获得电磁感应透明效应EIT光谱；碱金属原子的里德堡态对外电场非常敏感，在外电场的耦合作用下，电磁感应透明效应EIT光谱会产生Autler‑Townes(AT)劈裂，所述电磁感应透明效应EIT光谱AT劈裂宽度Δf与外电场|E|存在线性关系，基于所述线性关系实现体内电场测量。