近日，张临杰教授课题组在国际应用物理期刊《Physical Review Applied》上发表了题目为“Enhancing the Sensitivity of Atom-Based Microwave-Field Electrometry Using a Mach-Zehnder Interferometer”的研究论文。

基于里德堡原子的微波电场测量因其在天文、国防、通信等领域的潜在应用前景已成为近年来量子精密测量领域新的研究热点。

本工作中，研究团队从分析和获取最优的光学读出噪声的角度出发，利用马赫-曾德尔干涉仪(MZI)实现了原子磁化率的实部和虚部全信息获取，研究了影响微波场强测量灵敏度的主要因素，并在最佳偏置相位下对光读出噪声功率谱实现了最优的微波场强测量信噪比，得到的微波场强测量灵敏度提高了12 dB。研究结果为更好地理解里德堡原子微波测量过程中光与原子相互作用相位-振幅噪声转换机制提供了参考。

我所博士生杨文广为本论文的第一作者，张临杰教授、张好副教授为通讯作者，合作者还包括景明勇讲师、肖连团教授和贾锁堂教授。该工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金重大科研仪器项目、量子科学与技术创新计划以及山西省“1331工程”重点学科建设基金、量子光学与光量子器件国家重点实验室（山西大学）以及省部共建极端光学协同创新中心（山西大学）等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.19.064021

装置示意图与优化信噪比