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本文提出一种新的方法来测量微波电场,这种测量手段能够将拓展测量频带,将测量溯源至基本的物理常数,方便携带并能够实现电场传感器的自我校准。这种方法是基于处于激发态的里德堡原子与射频场的相互作用,由于EIT-AT效应微波场引起了里德堡态的能级分裂,我们通过分析探测到的分裂来分析微波电场。实际上,置于蒸气室中的碱金属原子作为一种将微波电场强度测量转换为光频测量的传感器,将微波电场的强度测量转换为光频的测量。我们展示了用一个小的原子蒸气室能够测量不同波段不同频率的微波电场,选取碱金属原子(本文中使用铷和铯)作为探测介质,用微波场耦合不同的里德堡态来证明这种方法的宽频特性。我们测量了Autler-Townes分裂宽度与微波功率的关系,同时测量了微波电场在原子蒸气池中的分布。利用时域有限积分电磁计算方法对微波电场空间分布进行了数值模拟进而验证方法的正确性。本文的主要内容包括以下几个方面:一、介绍了里德堡原子以及EIT-AT效应的概念、特点以及研究进展。对比传统的微波电场测量存在的缺点和不足,阐述了基于里德堡原子的EIT-AT效应探测微波电场的优越性以及潜在的应用价值。二、详细介绍了基于里德堡原子的EIT-AT效应探测微波电场的基本原理,简要说明原子跃迁偶极矩的计算。三、介绍了本实验的实验装置,并选取铯和铷的里德堡原子,对毫米波和厘米波的微波场分别进行了测量,测量出EIT-AT分裂间隔和微波源输出功率的关系,并将微波电场强度的实验值与标定值对比,描绘出微波场在原子蒸气池中的分布,分析了新的方法探测微波电场存在的不确定度。本文的创新之处包括:1.本文基于里德堡原子的EIT-AT效应分别进行了厘米波和毫米波电场测量。与传统的微波测量方法进行了比对,测量结果的不确定度在5%以下。2.实现了微波电场空间特征分布的高分辨率成像,空间分辨率可以达到100微米。3.与传统的微波测量技术相比,新的测量方法有自校准、便携等特点,并且打破了传统传感器的材料和尺寸等因素对测量精度和范围造成的限制,有望成为微波场测量的革新方法。