亚博游戏官网网址中国科学家把微波测量灵敏度提高一千倍

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2021年4月18日 未分类 0

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贾锁堂教授和山西大学激光光谱研究所肖连团教授带领团队首次研制出雷德堡原子微波超外差接收机样机,大大提高了微波电场强度的检测灵敏度,微波测量灵敏度达到 55 Nv/(CM·Hz1/2),比以往国际最佳水平提高了 1000 倍,最小可恢复微波场强约为 400 pV≤CM,比以往国际最佳水平提高了 10000 倍。

该研究小组的发现最近发表在 “自然物理学” 杂志上。论文的第一作者是博士生景明勇,合著者是胡英教授,通讯作者是张林杰教授和肖连团教授,研究人员还包括马洁教授和胡英副教授。

微波是人类观察世界的另一只 “眼睛”。微波遥感技术可以用来绘制人类难以涉足的地区的地形和地貌图,并探索宇宙的广阔而神秘的空间。

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经典的微波测量方法可以通过诱导金属中的自由电子产生规则的感应电流来提取微波电场的信息,但是由于金属中自由电子的随机热运动,引入了随机热噪声,这是传统微波测量方法在超高灵敏度检测中难以突破的瓶颈。

山西大学团队提出的基于可控原子系统的微波超外差测量新原理和新技术,从根本上避免了经典微波测量方法中自由电子随机热噪声的影响。基于可控里德堡修饰态与微波电场的相干耦合原理,他们完成了 Hz 量级超窄线宽激光的大范围连续调谐,相位和强度噪声压缩,实现了里德堡量子态的精确制备和控制。他们的研究突破了微波量子测量中场强和极化测量的限制,实现了利用里德堡原子对微波电场相位和频率的测量。特别是,他们完成了 X 波段雷达测速仪样机的功能演示,速度分辨率最低可达 5 微米 / 秒(3MHz),可用于探测超低速运动目标到超高速飞机。这种超外差极弱微波电场的场强测量具有很好的溯源性。”。

肖连团教授对 “科技日报” 说,研究成果极大地促进了微波电场精密测量的发展,在国防安全、微波通信、量子计量、电子信息等领域具有重要的应用价值。

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