基于里德堡原子的微波功率精密测量

摘要

提出一种基于里德堡原子量子相干效应的功率测量新方法.将装有铷蒸气的低电磁扰动原子气室置于特定的导波系统中,基于里德堡原子量子相干效应将对导波电场测量转化为对原子吸收光谱的探测,利用功率和导波电场的解析量化关系,实现一种全新的可溯源至普朗克常数的微波功率测量.在10.22 GHz频率处与传统功率测量进行比较,-40 dBm至-20 dBm的功率范围内两者平均偏差为0.08 dB(1.86％).这种全新的微波功率量子测量方法具有灵敏度高、动态范围大、测量不确定度小等优势,有望形成新一代可直接溯源至国际单位制(SI)的微波功率基准.