近日，山西大學(xué)賈鎖堂教授、肖連團(tuán)教授領(lǐng)導(dǎo)的張臨杰教授課題組，在國(guó)際應(yīng)用物理期刊Physical Review Applied上發(fā)表了題為“Enhancing the Sensitivity of Atom-Based Microwave-Field Electrometry Using a Mach-Zehnder Interferometer”的研究論文。

裝置示意圖與優(yōu)化信噪比

基于里德堡原子的微波電場(chǎng)測(cè)量因其在天文、國(guó)防、通信等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用前景已成為近年來量子精密測(cè)量領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)從分析和獲取最優(yōu)的光學(xué)讀出噪聲的角度出發(fā)，利用馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)實(shí)現(xiàn)了原子磁化率的實(shí)部和虛部全信息獲取，研究了影響微波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量靈敏度的主要因素，并在最佳偏置相位下對(duì)光讀出噪聲功率譜實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的微波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量信噪比，得到的微波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量靈敏度提高了12dB。研究結(jié)果為更好地理解里德堡原子微波測(cè)量過程中光與原子相互作用相位-振幅噪聲轉(zhuǎn)換機(jī)制提供了參考。

山西大學(xué)博士生楊文廣為論文的第一作者，張臨杰教授、張好副教授為通訊作者，合作者還包括景明勇講師、肖連團(tuán)教授和賈鎖堂教授。該工作獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金重大科研儀器項(xiàng)目、量子科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃以及山西省“1331工程”重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)基金、量子光學(xué)與光量子器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（山西大學(xué)）以及省部共建極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心（山西大學(xué)）等項(xiàng)目的支持。

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