一种基于里德堡原子的量子传感器

1.一种基于里德堡原子的量子传感器，其特征在于，包括探测光组件、耦合光组件、原子气室、光电探测器、待测信号组件、本振信号组件和超表面结构，所述探测光组件发射出的探测光从所述原子气室的第一端入射，并从所述原子气室的第二端出射，所述耦合光组件发射出的耦合光从所述第二端入射，以使所述探测光和所述耦合光之间反向共线；所述超表面结构包括多个超表面单元，所述超表面单元包括层叠设置的金属层和基板层，所述原子气室的侧壁上设有所述超表面结构，所述待测信号组件产生的待测电磁波信号、所述本振信号组件产生的本振电磁波信号均经所述超表面结构透射至所述原子气室中；所述光电探测器将从所述第二端出射的所述探测光转化为电信号，以通过频谱仪获取所述电信号的频谱数据。 2.根据权利要求1所述的量子传感器，其特征在于，所述探测光组件包括探测光激光器和第一半波片，所述探测光激光器发射出的所述探测光经所述第一半波片入射至所述原子气室中。 3.根据权利要求1所述的量子传感器，其特征在于，所述耦合光组件包括耦合光激光器和第二半波片，所述耦合光激光器发射出的所述耦合光经所述第二半波片入射至所述原子气室中。 4.根据权利要求2所述的量子传感器，其特征在于，所述探测光组件还包括反射镜，所述探测光从所述第一半波片出射后，经所述反射镜反射至所述原子气室中。 5.根据权利要求3所述的量子传感器，其特征在于，所述耦合光组件还包括二向色镜，所述耦合光从所述第二半波片出射后，经所述二向色镜反射至所述原子气室中，所述探测光从所述第二端出射后，经所述二向色镜出射至所述光电探测器。 6.根据权利要求1所述的量子传感器，其特征在于，所述待测信号组件包括射频信号源和第一喇叭天线，所述射频信号源产生的所述待测电磁波信号先经所述第一喇叭天线辐射，后经所述超表面结构透射至所述原子气室中。 7.根据权利要求1所述的量子传感器，其特征在于，所述本振信号组件包括矢量网络分析仪和第二喇叭天线，所述矢量网络分析仪产生的所述本振电磁波信号先经所述第二喇叭天线辐射，后经所述超表面结构透射至所述原子气室中。 8.根据权利要求1所述的量子传感器，其特征在于，所述金属层包括铜片，多个所述铜片沿所述原子气室的周向间隔布置形成单元阵列，多个所述单元阵列沿所述原子气室的轴向间隔布置形成超表面阵列。 9.根据权利要求8所述的量子传感器，其特征在于，相邻的所述铜片的相位间距为2π/9。 10.根据权利要求1所述的量子传感器，其特征在于，所述基板层为印制电路板。