hysics.org上的一份報告稱,美國陸軍研究人員已經建立了一種所謂的“量子傳感器”(即技術上稱為Rydberg傳感器),可以分析完整的RF頻譜和現實信號。
Rydberg傳感器使用激光束在微波電路的正上方產生高度激發的Rydberg原子,以增強和磨練被測光譜的一部分。Rydberg原子對電路的電壓很敏感,從而使該器件可以用作RF頻譜中各種信號的靈敏探頭。
該報告說,Rydberg頻譜分析儀有潛力在靈敏度,帶寬和頻率范圍上超越傳統電子產品的基本限制。
一種新型量子傳感器可以分析射頻和現實信號的全部頻譜,為士兵通信、頻譜意識和電子戰釋放新的潛力。
陸軍研究人員建造了量子傳感器,該傳感器可以采樣從零頻率到20 GHz的無線電頻譜,并檢測AM和FM無線電、藍牙、Wi-Fi和其他通信信號。
Rydberg傳感器使用激光束在微波電路的正上方產生高激發的Rydberg原子,以增強和磨光被測光譜的一部分。Rydberg原子對電路的電壓敏感,從而使該器件可用作RF頻譜中各種信號的敏感探針。
“ Rydberg原子傳感器的所有以前的演示只能檢測射頻頻譜的小而特定的區域,但是現在我們的傳感器首次在寬頻率范圍內連續運行,” Kevin Cox博士說。美國陸軍作戰能力發展司令部,現稱為DEVCOM,陸軍研究實驗室。“這是邁出重要的一步,證明量子傳感器可以為在日益復雜的電磁戰場中作戰的士兵提供一套新的,占主導地位的功能。”
Rydberg頻譜分析儀在靈敏度,帶寬和頻率范圍方面有可能超越傳統電子產品的基本限制。因此,該實驗室的Rydberg頻譜分析儀和其他量子傳感器有可能解鎖陸軍傳感器的新領域,以實現頻譜感知,電子戰,傳感和通信,這是陸軍現代化戰略的一部分。
陸軍研究員戴維·邁耶博士說:“基于量子成分的設備是陸軍在競爭激烈的未來戰場上實現技術意外的頭等要務之一。” “總體上,包括此處演示的傳感器在內,量子傳感器提供了無與倫比的靈敏度和準確性,可以檢測各種關鍵任務信號。”
同行評議的《物理評論應用》雜志發表了研究人員的發現,即波導管耦合的里德伯格頻譜分析儀從0到20 GigaHerz,由陸軍研究人員Dr. David Meyer,Paul Kunz和Kevin Cox
研究人員計劃進行其他開發,以提高Rydberg頻譜分析儀的信號靈敏度,以超越現有的最新技術。
Cox說:“在Rydberg分析儀集成到可現場測試的設備之前,仍然需要大量的物理和工程方面的努力。” “第一步是了解隨著傳感器尺寸的減小如何保持和改善設備的性能。陸軍已經成為Rydberg傳感器的領先開發商,我們期望隨著這種未來技術的發展,將進行更多前沿研究概念很快就變成了現實。”