據(jù)i-hls網(wǎng)站2019年1月報道，網(wǎng)站公布了2018年美國陸軍十大創(chuàng)新技術(shù)，其中包括能實現(xiàn)快速通信的原子天線技術(shù)。文章介紹美國科學家正在研制將原子激發(fā)至高能級的新型量子天線，此項研究力圖開發(fā)出背景噪聲低、準確度高的傳感器。這種新型微型量子接收器能進行并行、快速通信，此項研究成果已發(fā)表在《Applied Physics Letters》上。

小編收集了兩篇關(guān)于原子無線電最新研究進展的文章，供大家參考。

原子無線電將改變我們所熟知的一切

時間：2018年9月21日 來源：599mag 作者：Anna

在20世紀50年代，原子鐘徹底改變了精確的計時。現(xiàn)在，我們可能正處于所謂的“原子無線電”的邊緣，這要歸功于一種新型天線的發(fā)展，這種天線能夠接收頻率跨度為4個倍頻范圍的信號，從而高度抵抗電磁干擾。

天線是典型的金屬棒的集合，它接收通過的無線電波并將其能量轉(zhuǎn)換成電流，然后將其放大。有人可能會說，優(yōu)良的老式無線電天線自20世紀初以來就能很好地為我們提供服務(wù)，為什么我們需要用別的東西來取代它呢?

Rydberg技術(shù)公司的David Anderson認為，天線依賴于波長的大小，所以它們的大小取決于它們試圖測量的信號的波長(它們需要大約是它們被設(shè)計來接收的波長的一半大小)。這意味著你需要幾個不同尺寸的天線來測量不同的無線電頻率。

Anderson是發(fā)表在arXiv上的一篇新論文的合著者，該論文描述了一種替代傳統(tǒng)天線的新方法，該方法基于充滿所謂“里德伯原子”氣體的蒸氣腔。這就意味著原子處于一種特殊的激發(fā)態(tài)，遠遠高于它們的基態(tài)(最低能量)。這使得它們對通過的電場特別敏感，比如無線電波的交變磁場?？傊闼枰闹皇且环N檢測這些相互作用的方法，然后把它們變成量子傳感器。

你可以設(shè)計在任何頻率工作的接收機，也可以更容易地避免有意的電磁干擾

Rydberg技術(shù)團隊意識到，他們可以用調(diào)到正確臨界頻率的激光來清除充滿激發(fā)鈀原子的蒸汽腔。這使得原子飽和，因為它們不能吸收更多的光，從而第二束激光就可以直接穿過原子，有效地使氣體透明。這種轉(zhuǎn)變發(fā)生的臨界頻率會隨著電波的通過而改變，因此來自第二束激光的光也會隨之閃爍。蒸氣腔成為一個純光學無線電波探測器，不需要任何電線或電路。

Anderson說，除此之外，它還能測量脈沖和調(diào)制的無線電波磁場，這就是信息通過無線電波傳輸?shù)姆绞?。他們已?jīng)用AM和FM微波對這個概念進行了測試，以傳輸不同團隊成員唱“瑪麗有只小羊羔”的錄音——是為了向托馬斯·愛迪生致敬，他在1877年發(fā)明留聲機時也唱過這首歌。

蒸氣腔的全光學特性意味著，即使它們受到像太陽耀斑那樣的強烈電磁輻射的沖擊，也不會因為沒有電路而永久受損。這是電網(wǎng)或某些防御系統(tǒng)和衛(wèi)星的主要問題。這些電池是安全通信的理想選擇。

探測器的電池非常小，只有毫米大小，有可能進一步縮小。但是，他們需要一個重要的備份系統(tǒng)來操作，因為它還沒有小型化。Anderson說：“今天的汽車儀表盤里還裝不下無線電設(shè)備。”“但是原子鐘為我們現(xiàn)在所稱的量子技術(shù)鋪平了道路”，它們最初是作為大型桌面設(shè)備出現(xiàn)的。最終，科學家們找到了使它們變得足夠小以適應(yīng)商業(yè)系統(tǒng)的方法。

Anderson預見了原子無線電會有的類似軌跡。在接下來的幾年里，他確信他們將會有一個手提箱大小的系統(tǒng)，可以很好地安裝在飛機或輪船上。也許有一天，這些蒸汽腔將取代那些討厭的汽車天線，讓它們變得更美觀些。

哈佛造原子級別無線電接收機，可放置在人體內(nèi)使用

時間：2016年12月20日 來源：中國科技網(wǎng)

隨著科技的發(fā)展，無線電設(shè)備早已從最初軍用時期笨重的“背包”變成了便攜的設(shè)備，目前為止我們使用的無線電設(shè)備大小基本都是在可手持的范圍，然而無線電設(shè)備最小的尺寸能都做到多小呢？

據(jù)外媒報道，哈佛大學約翰·鮑爾森工程與應(yīng)用科學學院的研究人員創(chuàng)造出了世界上最小的無線電接收器，這個小型無線電裝置是建立在原子尺度上的。據(jù)了解，該團隊 的對于小型無線電裝置的設(shè)計方式是將無線電接收器的裝配件置于兩個原子尺寸的構(gòu)件中，并且該構(gòu)件能夠承受極端惡劣的環(huán)境。

據(jù)了解，這個團隊通過用氮原子代替金剛石晶體中的一個碳原子，然后除去相鄰的氮原子來創(chuàng)建一個氮空位（NV）中心而創(chuàng)造出一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)說白了是一個旁邊有個洞的、并且可以發(fā)射單個光電子或檢測弱磁場的氮原子。 NV中心也具有光致發(fā)光性質(zhì)，這也就就意味著NV中心可以將信息轉(zhuǎn)換為光，使其成為用于量子計算，光子學和傳感的大和潛在系統(tǒng)。

一般來說，構(gòu)建無線電接收器需要五個組件，包括電源，接收器，換能器，揚聲器和調(diào)諧器，而該團隊則使用綠色激光為NV中心的電子提供能量，當供電時，電子對包括FM波的電磁場敏感，當接收到該音頻信號時，其作為紅光發(fā)射，可以由光電二極管解釋并轉(zhuǎn)換為電流，接著通過揚聲器或耳機將該電流轉(zhuǎn)換為聲音，然后可以使用電磁體來調(diào)諧無線電臺，從而產(chǎn)生可在約660°F下工作的無線電接收器。

另外，該團隊表示，這個組件也是生物相容的，意味著它可以放置在人體內(nèi)，以后發(fā)展成熟，人體就能自帶無線電接收了。