用于里德堡原子增强传感的宽带频率可重构谐振器

《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》：Broadband Frequency Reconfigurable Resonator for Rydberg Atomic Enhancement Sensing

宽带频率可重构谐振器（BFRR）通过变容二极管和PIN二极管动态调整电容与电感分支，实现231-586 MHz（86.9%相对带宽）连续调谐，使Rydberg原子接收器灵敏度提升近两个数量级至30.4(nV/cm)/√Hz，显著增强宽带适应性和量子电磁测量性能。

　　

摘要：

共振结构为显著提高Rydberg原子接收器的灵敏度提供了一种有前景的方法。然而，传统的谐振器主要在固定频率下工作，从而限制了Rydberg原子固有的宽带响应能力。本研究介绍了一种宽带频率可重构谐振器（BFRR），该谐振器能够在保持原子接收器宽带特性的同时增强灵敏度。通过使用可变电容器二极管动态调节等效电容，并利用PIN二极管选择性激活不同的电感分支，BFRR实现了从231 MHz到586 MHz的连续电子调谐，相对带宽达到了86.9%。在非共振的原子外差配置中，BFRR的集成使灵敏度在整个调谐范围内提高了近两个数量级，在564.2 MHz时达到了30.4 (nV/cm)的灵敏度。这一进展显著提升了Rydberg原子接收器的灵敏度和宽带适应性，为量子电测量技术的发展提供了重要支持。