ATOM-BASED ELECTROMAGNETIC FIELD SENSING ELEMENT AND MEASUREMENT SYSTEM

To provide an atom-based electromagnetic field sensing element and a measurement system.SOLUTION: There are provided a method and apparatus for sensing or measuring an electromagnetic field. The method entails excitation into a distribution of Rydberg states of atoms of gas occupying a test volume coextensive with the electromagnetic field. Transmission along a path traversing the test volume of at least one probe beam of electromagnetic radiation is measured at one or more frequencies overlapping a spectral feature, and a physical characteristic of the electromagnetic field is derived on the basis of variation of the spectral feature. The electromagnetic field may be placed in interference relation with another electromagnetic field. Time-varying electric field amplitude, frequency, phase, and noise spectral distribution, and thus AM and FM modulated fields, as well as magnetic fields of about 1 Tesla, may be measured. The apparatus for measuring the electromagnetic field may be unilaterally coupled to a probe field and detector or an array of detectors.SELECTED DRAWING: Figure 1 【課題】原子ベースの電磁場感知要素および測定システムの提供。【解決手段】電磁場を感知または測定するための方法および装置。本方法は、電磁場と同延の試験体積を占有するガスの原子のＲｙｄｂｅｒｇ状態の分布の中への励起を伴う。電磁放射の少なくとも１つのプローブビームの試験体積を横断する経路に沿った伝送が、あるスペクトル特徴に重複する１つ以上の周波数において測定され、電磁場の物理的特性が、スペクトル特徴の変動に基づいて導出される。種々の実施形態では、電磁場は、別の電磁場と干渉関係に設置されてもよい。時変電場振幅、周波数、位相、および雑音スペクトル分布、したがって、ＡＭおよびＦＭ変調場ならびに約１テスラの磁場が、測定され得る。電磁場を測定するための装置は、プローブ場および検出器または検出器のアレイに一方的に結合され得る。【選択図】図１