里德堡原子微波测量系统中原子渡越噪声的研究

Abstract

基于里德堡原子的微波测量方法具有突破传统电子学测量系统热噪声极限的潜力，已成为最具潜力的微波量子测量技术之一。然而，原子系统中存在的各种噪声限制了测量灵敏度的提升。本文主要对基于里德堡原子超外差测量系统中存在的原子渡越噪声进行了研究。首先介绍了基于里德堡原子超外差技术的微波测量原理；然后，详细研究了原子热运动产生的渡越噪声对基于原子微波测量的影响。研究表明，渡越噪声的频率影响范围与激发光腰斑的大小成反比，且噪声强度随探测光强度的增加具有先增大后趋于饱和的现象。最后，我们展示了原子渡越噪声对测量灵敏度的影响。此工作对提升里德堡原子微波测量系统的灵敏度具有重要意义。