Research on Real-time Imaging Technique of Intensity Distribution of Microwave Electric and Magnetic Fields Using Cesium Gas Cell

铯气室微波电场和磁场强度分布实时成像技术研究

基本信息

批准号：
22K04115
负责人：
東島侑矢
金额：
$ 2.58万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04115/
关键词：
マイクロ波イメージング技術原子分光電磁界分布アンテナ

项目摘要

初年度の実績として、マイクロ波磁場の空間分布をリアルタイムにイメージングするための基盤技術の開発と評価を進めた。一つ目として、ホーンアンテナや導波管プローブから放射される平面波や近傍の球面波の撮像、Φ200 mmのアルミナレンズを用いることでCs封入されたガスセル上にマイクロ波をフォーカスし、その結像状態や焦点距離の可変をCMOSカメラでリアルタイムに観測し、最終的にマイクロ波帯における磁場分布カメラとして機能できることを実証した。二つ目としてラビ振動の観測におけるマイクロ波への位相変調を加えずに分岐した近赤外励起レーザの片方にチョッパーによる変調を加えることで、レーザ交点における磁場の絶対強度が得られることを実証した。これはレーザのビーム幅を分解能として、掃引により可変した交点毎の絶対強度を求めれば、セル面内の絶対強度分布がイメージングできることを示唆している。電場分布の測定にむけては、必要な狭帯域可視光レーザに必要な外部共振器の試作設計を進めた。納期の関係から組み立てと波長計による評価は遅れているものの、共振器に用いる干渉フィルタの透過特性は設計通りに試作できている。

作为第一年的成就，我们开发并评估了微波磁场空间分布的实时成像的基本技术。首先，我们已经证明，通过成像从角天线和波导探头发出的平面波，并使用φ200mm氧化铝镜头，微波炉集中在用CS包围的气电池上，并且可以实时观察到可变的成像状态和焦距，并最终用CMOS摄像机来实时使用Mictow摄像机，以表明它可以用磁场摄像机发挥作用。其次，我们证明，通过将斩波器调制到一个分支的近红外激光激光器中，而没有相位调制到拉比振动观察中的微波，可以获得激光交叉点的磁场的绝对强度。这表明，如果可以通过使用激光束宽度作为分辨率在每个交叉路口变量下在每个交叉路口变量上获得每个相交变量的绝对强度，可以成像细胞平面内的绝对强度分布。为了测量电场分布，我们进行了窄带可见光激光器所需的外部谐振器的原型设计。尽管使用波长仪表的组装和评估由于交付日期而被延迟，但可以根据设计原型对谐振器中使用的干扰过滤器的传输特性进行原型。