量子电子学报

作者：韩顺利,刘贵祥,柴继旺,张映昀,柳扬

单位：中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555

关键词：量子信息,频谱测量,量子传感,里德堡原子,超外差测量,电磁场精密测量,

基金：预研项目 (31517050201), 国资委项目 (41ZD1415-3)

量子传感器是理想的电磁频谱探测媒介, 有望突破传统频谱测量在响应带宽与测量灵敏度上的限制, 具有广阔的应用前景。本文提出了一种基于原子混频机理的超宽带连续频谱测量系统, 重点分析了非谐振区域内本振射频场对差频信号信噪比的影响。利用原子非谐振超外差技术, 在每个里德堡态上实现了一定频宽的电磁波频谱测量, 并通过快速调谐本振射频场和耦合光波长, 实现对跨微波 (1～40 GHz) 和太赫兹波 (110～170 GHz) 两个频段电磁频谱的连续测量, 谐振区域最小可测量场强值为0.32 μV/cm, 非谐振区域40 GHz处最小可测量场强为2.34 μV/cm, 动态范围超过70 dB, 频率分辨率≤10 Hz。本工作实验验证了基于里德堡原子的量子传感器具有全频带、高灵敏度电磁频谱响应特性, 为高灵敏度原子频谱仪的研制奠定了研究基础。

来源：2025年第4期

《量子电子学报》期刊编辑部

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