原子热运动对电场量子测量的影响及修正方法

基于里德堡原子电磁诱导透明(EIT)效应的电场量子测量方法,能够突破传统基于电学原理、光学原理测量法在测量精度和灵敏度上的极限,并且具有自校准性。采用热里德堡原子进行测量具有工程应用的便捷性,但是原子热运动形成的多普勒效应会导致EIT谱峰发生频移和形变,混淆电场对原子的相干效应,从而影响电场测量精度。基于激光、电场与原子的作用机理,以及原子热力学,该文提出通过调整探测光和耦合光频率,修正原子热运动对电场量子测量影响的方法。首先,假设里德堡原子静止不动,建立和求解密度矩阵方程,描述双光子阶梯型三能级系统的EIT光谱;然后,引入温度与原子运动数学关系,将温度造成的原子热运动多普勒影响量化为探测光和耦合光频率失谐量,通过修正探测光和耦合光的频率来抵消该影响。仿真实验表明,该文提出的修正方法效果良好,该研究有利于推进基于里德堡原子电场量子测量的实用化进程。

非匀速运动环境对超声波相位测距影响研究

针对超声波相位法测距应用中测距端运动所造成的多普勒效应对测距超声波传播频率的影响,提出了改进的超声波相位法测距数学模型,其中重新推导了超声波总相位差与空间距离的关系;为了适应普遍情况还对变速运动情况下的产生的多普勒效应进行了详细的分析,并将整个测距波传播过程分为往程、回程两部分,分别讨论每个阶段测距端的运动对测距波传播的影响;实验结果显示在运动条件下测距结果与忽略多普勒效应的原有方法相比有适当提高,表明改进后的超声测距波传播理论模型有效提升了超声波相位法测距准确性。