无源里德堡-原子传感器。资料来源:奥塔哥大学
奥塔哥大学的物理学家们用一个含有原子蒸汽的小玻璃灯泡来演示一种新型无线电波天线。这种灯泡与激光束“连接”在一起，因此可以放置在远离任何接收电子设备的地方。
多德-沃尔斯光子与量子技术中心的苏西·奥托博士领导了便携式原子射频传感器的现场测试。关于这一发明的论文发表在《应用物理快报》上。
这种传感器是由所谓里德堡态的原子实现的，由于其高灵敏度、广泛可调性和小物理尺寸，使得它们在国防和通信领域的应用具有吸引力，因此可以提供比当前天线技术更优越的性能。
例如，它们可以简化战场上士兵的通信，因为它们覆盖了无线电频率的全频谱，而不是需要多个天线覆盖不同的频段，并且具有超灵敏和准确的检测范围广泛的关键信号。不需要多个传感器的能力也使它们在卫星技术中很有用。
重要的是，与更传统的传感器相比，Rydberg传感器可以在没有任何金属部件的情况下工作，金属部件可以散射感兴趣的射频场，原子传感器通过激光访问，取代了对电缆的需求。
奥塔哥小组的新设计是便携式的，可以带出实验室。在第一次实验室外演示中，该传感器能够使用自由空间激光链路有效地测量距离为30米的场。这为基于里德堡原子的传感技术增加了重要的灵活性。
他们设想，这些发展将使量子传感器更加强大，成本效益更高，使它们能够走出实验室，进入现实世界。
更多信息:J. Susanne Otto等，远距离射频场传感的无源rydberg -原子传感器，应用物理学报(2023)。DOI: 10.1063/5.0169993
期刊信息:应用物理通讯
