摘要:
微波电场在无线通信、雷达探测、导航定位和量子信息等领域发挥着重要作用,其测量灵敏度直接决定了系统对微弱信号的探测能力与应用性能。灵敏度通常用于表征测量系统对被测物理量微小变化的响应能力,是衡量测量精度与系统性能的核心指标。传统微波测量技术受限于天线尺寸、金属结构对电场的扰动及热噪声影响,难以实现对极弱信号的高精度探测。近年来,里德伯原子因其较大的电偶极矩和高极化率,对微波电场表现出极高的敏感性,可显著提升测量系统对微弱电场的响应能力,突破传统技术的性能瓶颈,展现出广阔的应用前景。本文系统综述了基于里德伯原子的微波电场测量技术的基本原理与研究进展,重点介绍了灵敏度提升的物理机制、关键实验突破及腔增强等新兴方法,并分析了当前面临的挑战与未来的发展方向,以期为相关研究与应用提供参考。
王勤霞, 张天才. 基于里德伯原子微波电场测量的研究进展[J]. 自然杂志, 2025, 47(6): 427-436.
WANG Qinxia, ZHANG Tiancai. Recent advances in microwave electric field measurement based on Rydberg atoms[J]. Chinese Journal of Nature, 2025, 47(6): 427-436.