里德堡原子电场传感器的自校准性解析及测量不确定度评定

作者：肖冬萍^*; 石筑鑫; 阎晟; 张淮清; 余传祥

来源：电工技术学报, 2023, 1-10.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.231167

• 电场传感器
• 里德堡原子
• 自校准性
• 量值溯源
• 测量不确定度

传统电场传感器需要标准场或更高准确度等级的传感器来进行校准，而基于原子固有能级结构和光谱特征的里德堡原子电场测量可溯源至基本物理常数，量子传感自带校准功能。该文阐述了里德堡原子与外场相互作用的量子相干效应，说明了里德堡原子传感器的电场测量原理、解析了其自校准性。基于所构建的针对低频电场的里德堡原子传感测量系统，分析了误差来源，定义和计算了各种不确定度分量，得到合成相对标准不确定度为3.885%；保守考虑，在≥95.45%的包含概率下得到扩展不确定度为7.77%。在此过程中，明确了不确定度的主要影响因素并提出了减小其影响的建议。最后给出传感系统实测电磁诱导透明（EIT）光谱频移量与电场强度之间的拟合函数，拟合确定系数达到0.996 9，验证了所构建的低频电场量子测量系统的准确性。

• 单位
  重庆大学