Waveguide-Coupled Rydberg Spectrum Analyzer from 0 to 20 GHz

频谱分析仪 里德伯公式 无线电频率 微波食品加热 灵敏度(控制系统) 带宽(计算) 超外差接收机 中心频率 物理 光学 光电子学 带通滤波器 电信 电子工程 计算机科学 量子力学 电离 离子 工程类
作者
David Meyer,Paul D. Kunz,Karen Cox
出处
期刊:Physical review applied [American Physical Society]
卷期号:15 (1) 被引量:59
标识
DOI:10.1103/physrevapplied.15.014053
摘要

We demonstrate an atomic radio-frequency (RF) receiver and spectrum analyzer based on thermal Rydberg atoms coupled to a planar microwave waveguide. We use an off-resonant RF heterodyne technique to achieve continuous operation for carrier frequencies ranging from DC to 20 GHz. The system achieves an intrinsic sensitivity of up to -120(2) dBm/Hz, DC coupling, 4 MHz instantaneous bandwidth, and over 80 dB of linear dynamic range. By connecting through a low-noise preamplifier, we demonstrate high-performance spectrum analysis with peak sensitivity of better than -145 dBm/Hz. Attaching a standard rabbit-ears antenna, the spectrum analyzer detects weak ambient signals including FM radio, AM radio, Wi-Fi, and Bluetooth. We also demonstrate waveguide-readout of the thermal Rydberg ensemble by non-destructively probing waveguide-atom interactions. The system opens the door for small, room-temperature, ensemble-based Rydberg sensors that surpass the sensitivity, bandwidth, and precision limitations of standard RF sensors, receivers, and analyzers.

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
领导范儿应助wang采纳,获得10
1秒前
song发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.4应助tongliyi采纳,获得10
1秒前
WW应助impending采纳,获得10
1秒前
芝芝莓莓完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
wang完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
旅程完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
5秒前
Jasper应助Vgod采纳,获得10
5秒前
5秒前
Mytheye完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
Rtian发布了新的文献求助10
7秒前
yuzaidididi完成签到,获得积分10
8秒前
1123应助灿灿采纳,获得10
8秒前
科研通AI6.4应助Leo采纳,获得10
9秒前
小透明应助elfa采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
刻苦的阁发布了新的文献求助10
9秒前
LSH970829完成签到,获得积分10
9秒前
852应助song采纳,获得10
10秒前
直率觅松发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
李健应助zhuoai采纳,获得10
11秒前
大胆忆秋完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.4应助Chezy采纳,获得10
12秒前
12秒前
领导范儿应助动听易槐采纳,获得10
12秒前
大模型应助天黑黑采纳,获得10
12秒前
yhexie完成签到,获得积分10
13秒前
派大星发布了新的文献求助10
13秒前
大大怪上士关注了科研通微信公众号
13秒前
15秒前
16秒前
18秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
CLSI M27M44S Performance Standards for Antifungal Susceptibility Testing of Yeasts Fourth Edition 400
Python for Chemists 400
Analytical Separation Science 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7115191
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8768385
关于积分的说明 18543083
捐赠科研通 6685836
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3145815
关于科研通互助平台的介绍 2262369
邀请新用户注册赠送积分活动 2120318