基于里德堡原子的工频电场测量

作者：崔帅威; 彭文鑫; 李松浓; 蒋源; 姬中华^*; 赵延霆

来源：高电压技术, 2023, 49(02): 644-650.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20221511

• 里德堡原子
• 电磁诱导透明
• 斯塔克效应
• 工频电场
• 电场传感器

里德堡原子是主量子数n很大的高激发态原子。里德堡原子由于具有大极化率特性，其对外部电场十分敏感，原子能级偏移与电场直接关联，可以用来实现对电场强度和频率的精确测量。该文通过双光子激发的方式实现室温中铯原子20S1/2里德堡态的制备，并基于里德堡原子的电磁诱导透明(electromagnetically induced transparency,EIT)光谱实现了工频电场的测量。实验中研究了工频电场的幅值和频率与EIT的频移关系，实现对工频电场强度和频率的测量。实验中EIT光谱频移是测量电场特性的关键，利用电光调制器对探测光相位进行调制，在EIT光谱两侧产生的边带峰与主峰频率间隔则严格等于电光调制器射频源频率，以此频率作为校准基准实现EIT光谱频移的准确测量。设计了一种微型光纤结构的传感器，可以实现电场的远距离测量。该研究方案对室外高压工频电场的可溯源精确测量及工程应用具有重要参考价值，适用于新型电力系统建设的测量要求。

• 单位
  山西大学; 国网重庆市电力公司电力科学研究院