UHF-signaalin atominen vastaanotto

Rydbergin atomeja on niiden suuren polarisoituvuuden ja voimakkaiden siirtymädipolimomenttien ansiosta käytetty herkkinä sähkökenttäantureina.

Vaikka niiden kyky havaita moduloituja signaaleja on aiemmin osoitettu, nämä tutkimukset ovat rajoittuneet suurelta osin laboratoriossa tuotettuun signaaliin, joka on räätälöity tähän tarkoitukseen

Yhdysvaltin National Institute of Standards and Technologyn (NIST) tutkijat ovat laajentaneen Rydbergin antureiden käytännön sovellettavuutta demonstroimalla reaalimaailman taajuusmoduloitujen (FM) äänilähetysten vastaanottoa käyttämällä UHF-kaistalla toimivaa kuluttajakäyttöön tarkoitettua kaksisuuntaista radiopuhelinta.

Havaitseminen perustuu radiosignaalin aiheuttamaan AC-Stark-siirtymään Rydbergin atomihöyryssä, ja demoduloinnissa käytetään erillistä paikallisoskillaattoria ja lukitusvahvistusta.

Tutkijat demoduloivat onnistuneesti puhesignaaleja ja arvioivat äänen spektrivasteen ja vastaanottoalueen. Lisäksi osoittautui, että kaikki kuluttajien saatavilla olevat FRS-radiokanavat voidaan havaita samanaikaisesti, ja että kahden vierekkäisen kanavan samanaikaisen vastaanotto tapahtui vähintään 53 dB:n erotuksella.

Testatun tekniikan merkittävä haittapuoli on paikallisoskillaattorin tarve. Se voitaisiin poistaa, jos Rydberg-anturi tehtäisiin taajuusriippuvaiseksi.

Käytännöllisempi lähestymistapa olisi tutkijoiden mukaan tietynlainen resonanssihavaitseminen, joka olisi sekä herkempi ja että sillä olisi paljon suurempi taajuusriippuvuus, mikä tarjoaisi lupaavan polun kohti FRS-radiovastaanottoa ilman radiotaajuisen paikallisoskillaattorin käyttöä.

Tutkijoiden mukaan työ korostaa Rydbergin atomipohjaisten vastaanottimien potentiaalia käytännön FM-signaalien havaitsemisessa.

Aiheesta aiemmin:

Kvanttinen radioantenni on hiljainen

Verkkoliitäntä kvanttitietokoneille ja radiospektrin kattava ilmaisin

Kvanttianturi kattaa koko radiotaajuusspektrin