1 北京无线电计量测试研究所,北京 100039
2 山西大学光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
3 山西大学,省部共建极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
里德堡原子具有较大的电偶极矩,可以作为一种对微波场强具有高灵敏度的传感器。制备铯里德堡原子需要852 nm和509 nm单频窄线宽可调谐激光系统,目前的509 nm激光系统多为实验室用样机,稳定性和实用性较差。本文提出了一种结构稳定的猫眼式激光系统,该系统可实现200 mW,1018 nm和50 mW,852 nm单频激光输出,采用电流、压电调节方式实现激光波长调谐和频率锁定;将1018 nm激光作为种子源,激光经过窄线宽掺镱光纤放大器后将功率放大至5 W,之后进入光纤耦合式单通掺氧化镁周期极化铌酸锂(MgO∶PPLN)晶体进行倍频,实现了大于470 mW的509 nm激光输出。基于此激光系统实现了n=67的里德堡原子制备,得到了线宽约为5 MHz的D态电磁诱导透明光谱,为后续构建量子微波场强测量装置提供了核心单元。
激光光学 里德堡原子 电磁诱导透明 激光系统 微波电场
1 山西大学激光光谱研究所 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
2 山西大学 物理电子工程学院,山西 太原 030006
本文通过测量铯原子的电磁感应透明光谱在微波电场作用下的Autler-Townes分裂间隔,获得了铯蒸气池中高分辨率的毫米波微波电场强度空间分布特征。文中使用32.65 GHz的微波场共振耦合铯里德堡原子49S1/2态和邻近的49P1/2态,得到铯原子6S1/2-6P3/2-49S1/2阶梯型三能级电磁诱导透明光谱分裂信号。我们测量了射频信号发生器输出功率PMW与Autler-Townes分裂宽度的关系,实验结果表明分裂宽度与电场强度(∝PMW)有良好的线性关系。根据此线性关系我们对铯蒸气池一维方向的电场强度空间分布进行了测量,理论上获得的空间分辨率达到λMW/90。
电磁诱导透明效应 Autler-Townes分裂 里德堡原子 毫米波场强测量 Electromagnetically induced transparency Autler-Townes splitting Rydberg states Microwave electric field