里德堡原子微波頻率梳譜儀研制成功

　　中國科學技術大學郭光燦院士團隊史保森、丁冬生課題組實現了一種基于里德堡原子的微波頻率梳譜儀，該儀器在寬帶微波探測領域具有應用前景。相關成果日前發表于《應用物理評論》。

　　微波測量在通信、導航、雷達以及天文探測領域有重要作用。里德堡原子具有較大電偶極矩，可以對微弱電場產生很強的響應，因此可以用它作為微波傳感器。近年來，里德堡原子傳感器研究取得重要進展，但仍存在一些亟待解決的問題，比如受限于讀出穩態信號的時間，目前可以實時接收的信號頻率范圍（瞬時帶寬）通常只有幾兆赫，嚴重影響實用化進程。

　　此次研究中，研究團隊基于室溫銫原子體系，利用里德堡原子對微波的混頻響應性質，將微波頻率梳信號設置為本振信號，演示了基于里德堡原子微波頻率梳譜儀的微波絕對頻率測量方案。

　　相比于之前系統的瞬時帶寬，目前可實現的實時響應范圍（125兆赫）提高了數倍，并且還有進一步提升的空間。此外，通過利用不同主量子數的里德堡態，系統實現了在不同中心頻率下對具有1千赫調制帶寬的信號的接收。

　　該工作利用微波頻率梳譜儀拓寬了里德堡原子對微波信號的響應范圍，一定程度上彌補里德堡原子在微波探測中瞬時帶寬窄的不足，實現在更寬范圍內對信號絕對頻率的測量。此外，該方法也可有效接收相位信息，有望應用于微波通信和測量等領域。