Broadband Heterodyne Microwave Detection using Rydberg Atoms with High Sensitivity

作者
Hsuan-Jui Su,Shao-Cheng Fang,Ting-an Li,Chen-Hao Chang,Yu-Chi Chen,Yi-Hsin Chen
出处
期刊:Cornell University - arXiv [Cornell University]
标识
DOI:10.48550/arxiv.2601.19305
摘要

We present a Rydberg atom-based microwave electric field sensor that achieves extended dynamic range and enhanced sensitivity across a broad bandwidth. By characterizing the Autler-Townes (AT) splitting induced by a single-tone microwave field, we demonstrate a spectroscopic method that simultaneously extracts both the microwave frequency and electric field strength directly from the splitting pattern. We implement dual-tone heterodyne detection, achieving a minimum detectable field strength on the order of uV/cm and a sensitivity in the sub-uV/cm/Hz^1/2 regime, while extending the operational bandwidth up to 3 GHz. Through systematic characterization of frequency and power dependencies, we identify optimal operating conditions to minimize power broadening in the resonant AT regime and maximize sensitivity in the far-off-resonance AC Stark regime. The resulting platform combines high sensitivity, broad bandwidth, and a dynamic range of approximately 90 dB, establishing Rydberg atoms as practical sensors for precision electric field metrology.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
gron发布了新的文献求助50
刚刚
1秒前
崔松岩完成签到,获得积分10
1秒前
uu的应助被霍则风采纳,获得20
2秒前
wjy完成签到,获得积分10
2秒前
安静的成风完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
多多指教完成签到,获得积分10
3秒前
完美世界的应助被幸运包澎采纳,获得10
4秒前
4秒前
OMIT发布了新的文献求助10
4秒前
wangli发布了新的文献求助10
5秒前
温婉的绝山完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.2的应助被木兮采纳,获得10
6秒前
6秒前
arui发布了新的文献求助20
6秒前
朴实秋双完成签到,获得积分10
6秒前
李jb发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
一川烟草发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
咸鱼打水漂完成签到,获得积分10
9秒前
卷123完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
王怜花发布了新的文献求助10
10秒前
xiarq发布了新的文献求助10
11秒前
科研通AI6.2的应助被DW采纳,获得10
11秒前
太陽完成签到 ,获得积分10
11秒前
科研通AI6.4的应助被快乐滑板采纳,获得10
12秒前
Nole的应助被执着白筠采纳,获得30
12秒前
12秒前
王大智完成签到,获得积分10
14秒前
开心幻波发布了新的文献求助10
14秒前
口口完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
Chore完成签到,获得积分10
15秒前
xiarq完成签到,获得积分10
16秒前
zhangjun7201发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Exploring Mental Health in Education 600
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8047893
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9477659
关于积分的说明 21290274
捐赠科研通 7613969
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3392597
关于科研通互助平台的介绍 2523872
邀请新用户注册赠送积分活动 2430690