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透明實現可溯源到國際標準單位制的微波傳感器的構建。首先，通過微波-光學的激發(fā)方法實現里德堡原子P 3/2 和F 7/2系列量子虧損的測量；其次，利用多載波調制技術精確測量里德堡相干光譜的Autler-Townes 分裂，并通過光學諧振腔與里德堡原子的強耦合效應進一步提高里德堡態(tài)相干光譜的信噪比；最后，通過構建多種能級結構的里德堡原子系統(tǒng)，利用多微波輔助的量子相干效應，實現弱場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制技術，實現光場噪聲的有效抑制。首次在實驗上采用光學諧振腔與里德堡原子的強耦合效應實現了微波場強度的精確測量；并利用多微波輔助的量子相干效應實現弱微波場強度的高效檢測。
本書可以作為高等院校從事原子分子物理、微波傳感、量子通信等相關領域研究人員的參考用書，對有關專業(yè)技術人員也有一定的參考價值。
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及制備 002
1.1.2 外場中的里德堡原子 007
1.1.3 里德堡原子的應用 011
1.2 里德堡原子相干光譜的研究進展 018
1.2.1 基于微波場輔助的里德堡EIT光譜 018
1.2.2 基于里德堡EIT光譜的微波場強測量 019
1.2.3 里德堡態(tài)的躍遷能量測量 022
1.2.4 里德堡態(tài)的量子虧損研究 023
1.3 本書主要內容及章節(jié)安排 025
第2章 微波場中里德堡原子激發(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 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輔助EIT 光譜理論研究 034
2.2.1 三能級系統(tǒng)的密度矩陣方程及穩(wěn)態(tài)解 034
2.2.2 微波場輔助的四能級系統(tǒng)密度矩陣方程及穩(wěn)態(tài)解 037
2.2.3 光學腔輔助的四能級系統(tǒng)理論模型 039
2.2.4 微波場輔助的五能級系統(tǒng)密度矩陣方程及穩(wěn)態(tài)解 041
2.3 本章小結 045
第3章 基于微波場輔助里德堡EIT 光譜的量子虧損測量 047
3.1 微波-光學躍遷光譜 050
3.1.1 微波場的單光子激發(fā) 050
3.1.2 微波場的雙光子激發(fā) 055
3.2 微波場輔助的里德堡EIT 光譜 060
3.2.1 微波場輔助里德堡EIT光譜的理論模型 060
3.2.2 微波場輔助里德堡EIT光譜的實驗研究 063
3.2.3 里德堡態(tài)躍遷能量的精密測量 067
3.3 里德堡態(tài)量子虧損的精密測量 068
3.3.1 nP和nF態(tài)量子虧損的精密測量 068
3.3.2 量子虧損測量結果的評估與討論 070
3.4 本章小結 070
第4章 高分辨率里德堡原子相干光譜實驗分析 073
4.1 基于里德堡原子的微波場輔助EIT 光譜 074
4.1.1 里德堡原子的EIT-ATS效應 074
4.1.2 失諧微波場輔助的里德堡EIT光譜 079
4.1.3 多載波調制的高分辨率EIT光譜 080
4.1.4 基于AT分裂方法的微波場強測量 082
4.2 基于光學腔輔助的里德堡EIT 光譜 083
4.2.1 光學諧振腔的基本原理及系統(tǒng)搭建 083
4.2.2 光學腔的強耦合效應研究 089
4.2.3 光學腔輔助的里德堡EIT光譜 093
4.2.4 光學腔輔助的微波場強測量 096
4.3 本章小結 097
第5章 雙微波輔助里德堡原子相干光譜的電場測量 099
5.1 雙微波場輔助的里德堡CPT 效應 100
5.1.1 實驗系統(tǒng)搭建 100
5.1.2 雙微波場輔助的里德堡CPT光譜 102
5.1.3 功率調諧的微波輔助里德堡CPT光譜 103
5.1.4 失諧微波場輔助的里德堡CPT光譜 106
5.2 雙微波輔助里德堡EIT 光譜的電場測量 107
5.2.1 雙微波輔助里德堡EIT光譜的微波電場測量的理論模型 107
5.2.2 實驗裝置搭建 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強測量 113
5.3 本章小結與研究展望 115
參考文獻 117
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