本書主要利用里德堡原子半徑大、輻射壽命長、躍遷偶極矩大和極化率大等特性，通過里德堡電磁誘導(dǎo)透明實(shí)現(xiàn)可溯源到國際標(biāo)準(zhǔn)單位制的微波傳感器的構(gòu)建。首先，通過微波-光學(xué)的激發(fā)方法實(shí)現(xiàn)里德堡原子P 3/2 和F 7/2系列量子虧損的測(cè)量；其次，利用多載波調(diào)制技術(shù)精確測(cè)量里德堡相干光譜的Autler-Townes 分裂，并通過光學(xué)諧振腔與里德堡原子的強(qiáng)耦合效應(yīng)進(jìn)一步提高里德堡態(tài)相干光譜的信噪比；最后，通過構(gòu)建多種能級(jí)結(jié)構(gòu)的里德堡原子系統(tǒng)，利用多微波輔助的量子相干效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)弱場(chǎng)條件下里德堡原子相干光譜分辨率的提升。
本書的特色是提出多載波調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)噪聲的有效抑制。首次在實(shí)驗(yàn)上采用光學(xué)諧振腔與里德堡原子的強(qiáng)耦合效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了微波場(chǎng)強(qiáng)度的精確測(cè)量；并利用多微波輔助的量子相干效應(yīng)實(shí)現(xiàn)弱微波場(chǎng)強(qiáng)度的高效檢測(cè)。
本書可以作為高等院校從事原子分子物理、微波傳感、量子通信等相關(guān)領(lǐng)域研究人員的參考用書，對(duì)有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員也有一定的參考價(jià)值。
第1章 緒論 001
1.1 里德堡原子 002
1.1.1 堿金屬里德堡原子的基本性質(zhì)及制備 002
1.1.2 外場(chǎng)中的里德堡原子 007
1.1.3 里德堡原子的應(yīng)用 011
1.2 里德堡原子相干光譜的研究進(jìn)展 018
1.2.1 基于微波場(chǎng)輔助的里德堡EIT光譜 018
1.2.2 基于里德堡EIT光譜的微波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量 019
1.2.3 里德堡態(tài)的躍遷能量測(cè)量 022
1.2.4 里德堡態(tài)的量子虧損研究 023
1.3 本書主要內(nèi)容及章節(jié)安排 025
第2章 微波場(chǎng)中里德堡原子激發(fā)躍遷理論研究 027
2.1 里德堡原子的量子虧損理論研究 028
2.1.1 里德堡原子的波函數(shù) 028
2.1.2 相鄰里德堡態(tài)的躍遷矩陣元 030
2.1.3 里德堡態(tài)的量子虧損 032
2.2 基于里德堡原子的微波場(chǎng)輔助EIT 光譜理論研究 034
2.2.1 三能級(jí)系統(tǒng)的密度矩陣方程及穩(wěn)態(tài)解 034
2.2.2 微波場(chǎng)輔助的四能級(jí)系統(tǒng)密度矩陣方程及穩(wěn)態(tài)解 037
2.2.3 光學(xué)腔輔助的四能級(jí)系統(tǒng)理論模型 039
2.2.4 微波場(chǎng)輔助的五能級(jí)系統(tǒng)密度矩陣方程及穩(wěn)態(tài)解 041
2.3 本章小結(jié) 045
第3章 基于微波場(chǎng)輔助里德堡EIT 光譜的量子虧損測(cè)量 047
3.1 微波-光學(xué)躍遷光譜 050
3.1.1 微波場(chǎng)的單光子激發(fā) 050
3.1.2 微波場(chǎng)的雙光子激發(fā) 055
3.2 微波場(chǎng)輔助的里德堡EIT 光譜 060
3.2.1 微波場(chǎng)輔助里德堡EIT光譜的理論模型 060
3.2.2 微波場(chǎng)輔助里德堡EIT光譜的實(shí)驗(yàn)研究 063
3.2.3 里德堡態(tài)躍遷能量的精密測(cè)量 067
3.3 里德堡態(tài)量子虧損的精密測(cè)量 068
3.3.1 nP和nF態(tài)量子虧損的精密測(cè)量 068
3.3.2 量子虧損測(cè)量結(jié)果的評(píng)估與討論 070
3.4 本章小結(jié) 070
第4章 高分辨率里德堡原子相干光譜實(shí)驗(yàn)分析 073
4.1 基于里德堡原子的微波場(chǎng)輔助EIT 光譜 074
4.1.1 里德堡原子的EIT-ATS效應(yīng) 074
4.1.2 失諧微波場(chǎng)輔助的里德堡EIT光譜 079
4.1.3 多載波調(diào)制的高分辨率EIT光譜 080
4.1.4 基于AT分裂方法的微波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量 082
4.2 基于光學(xué)腔輔助的里德堡EIT 光譜 083
4.2.1 光學(xué)諧振腔的基本原理及系統(tǒng)搭建 083
4.2.2 光學(xué)腔的強(qiáng)耦合效應(yīng)研究 089
4.2.3 光學(xué)腔輔助的里德堡EIT光譜 093
4.2.4 光學(xué)腔輔助的微波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量 096
4.3 本章小結(jié) 097
第5章 雙微波輔助里德堡原子相干光譜的電場(chǎng)測(cè)量 099
5.1 雙微波場(chǎng)輔助的里德堡CPT 效應(yīng) 100
5.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建 100
5.1.2 雙微波場(chǎng)輔助的里德堡CPT光譜 102
5.1.3 功率調(diào)諧的微波輔助里德堡CPT光譜 103
5.1.4 失諧微波場(chǎng)輔助的里德堡CPT光譜 106
5.2 雙微波輔助里德堡EIT 光譜的電場(chǎng)測(cè)量 107
5.2.1 雙微波輔助里德堡EIT光譜的微波電場(chǎng)測(cè)量的理論模型 107
5.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置搭建 109
5.2.3 雙微波輔助里德堡EIT光譜研究 111
5.2.4 雙微波輔助的微波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量 113
5.3 本章小結(jié)與研究展望 115
參考文獻(xiàn) 117
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