«Существующие исследования электрического поля полагаются на процесс калибровки, который излагает что-то вроде дилеммы курицы-и-яйца», сказал Кристофер Л. Холлоуэй, ученый из Национального института стандартов и технологий. «Чтобы калибровать исследование, мы должны использовать известную область. Но иметь известную область, мы должны использовать калиброванное исследование».Чтобы решить эту проблему, Холлоуэй и его коллеги разработали новый метод, чтобы измерить электрические поля и новое исследование, чтобы выполнить такие измерения. Они разделяют свою работу на этой неделе в Журнале Прикладной Физики от AIP Publishing.
«Фонд для нашей методологии – хорошо изученная техника, названная ‘Электромагнитно Вызванная Прозрачность’ (EIT). EIT включает среду, которая обычно поглощает свет и использует систему двух лазеров, настроенных на переход между государствами атомов в среде, чтобы сделать среду прозрачной», сказал Холлоуэй.
«Одна из наших ключевых инноваций вовлекает захватывающие атомы щелочи в среду к Rydberg, или высокоэнергетический, государство. При тех обстоятельствах электрическое поле радиочастоты может использоваться, чтобы взволновать атомы следующее атомное переходное состояние, вызывая сигнал EIT разделиться на два», сказал Холлоуэй. «Разделение спектра сигнала EIT легко измерено и непосредственно пропорционально приложенной амплитуде электрического поля радиочастоты».
Конечный результат состоит в том, что сила электрического поля может быть вычислена, измерив частоту с высокой степенью точности и при помощи константы Планка, которая будет скоро признана определенной единицей Международной системой Единиц (СИ). Как заключение, у этой техники измерений есть прямой путь отслеживаемости СИ, важная особенность международных организаций метрологии. Это также рассмотрели бы, самокалибровав, потому что это основано на атомных резонансах.Вне этих методологических улучшений новая техника обещает существенно расширить объем электрических полей, которые могут быть измерены.
«В настоящее время нет никакого способа выполнить калиброванные измерения электрических полей с частотами, которые превышают 110 ГГц», сказал Холлоуэй. «Эта новая техника решает эту проблему и может допускать калиброванное измерение электрических полей с частотами, столь же большими как один терагерц. Эта расширенная пропускная способность будет важна для будущих поколений беспроводных мобильных телекоммуникационных систем».«Другая важная выгода – то, что это допускает очень маленькое пространственное разрешение когда микроволновые печи отображения. В принципе это должно допускать отображение микроволновых полевых распределений с резолюцией по заказу оптических длин волны, много порядков величины, меньших, чем микроволновые длины волны.
Это могло быть особенно полезно для измерения электрических полей в биомедицинских сферах», сказал Холлоуэй.Холлоуэй и его коллеги проектировали исследование, состоящее из соединенной с волокном клетки пара, которая может использоваться, чтобы измерить электрические поля с этой новой техникой.
Продвижение, они намереваются работать с другими сотрудниками на миниатюризации технологии.