微波信号的相位噪声对铯里德堡原子天线微波混频的影响

作者：班小娟; 苏楠; 刘瑶; 牛琦琦; 何军^*; 王军民

来源：量子光学学报, 2023, 1-7.

• 里德堡原子天线
• 相位噪声
• 微波混频信号
• 电磁感应透明

本文理论分析和实验测量研究了微波相位噪声对里德堡原子天线微波混频信号的影响。通过研究微波混频信号的相位噪声项，建立在信号场中加入相位噪声后微波混频信号强度变化的理论模型。实验基于室温铯原子气室中里德堡原子电磁感应透明光谱，实现里德堡原子|64S1/2〉-|64P1/2〉态的电偶极跃迁，得到频率13.806 057 GHz与13.806 GHz的微波场混频信号。同时，对混频信号强度的参数依赖关系进行研究。实验发现，基于里德堡原子天线微波混频信号强度与参考场的功率有关，优化功率参数条件下，参考场可以实现约20 dB的混频信号增强；当参考场调控里德堡原子达到微波混频效率最大时，在信号场中加入相位噪声，会导致混频信号强度的显著降低。

• 单位
  山西大学; 量子光学与光量子器件国家重点实验室