美國國家標準技術研究院(NIST)的科學家(jiā)證實,量子無(wú)線電可以(yǐ)在GPS、普通手機、無(wú)線電信息難以抵達,甚至完(wán)全不能工作的地方(例如峽穀、水(shuǐ)下和地下)實現通信和測繪。當GPS信號難以穿透水、土壤、建築物(wù)牆壁、摩天大樓時,難以用於潛艇、掃雷、軍事或救災時,以及無線電信號因瓦礫或電磁設備幹擾的混亂環境下受阻時,該(gāi)技術可為水手、士(shì)兵和測繪員提供技術支撐。
NIST科(kē)學家正在試驗一種低頻磁無線電??一種超低頻(VLF)數字調(diào)製磁信號。與(yǔ)傳統的(de)電磁通信信號不同(tóng),該無線電可以在更高的頻率下穿透建築材料、水和土壤。超低頻電磁場已經在水下通信中(zhōng)得到運用,但音頻或視頻的數據傳輸能力(lì)有限(xiàn),且隻能傳輸單向文本,潛艇還必須拖曳繁瑣的(de)無線電纜,放慢速度並上升到潛望鏡深度(18米或地麵以下(xià)約60英尺)進行通信。低頻通信的最大問題是接(jiē)收機靈敏(mǐn)度低,現有發射機(jī)的帶寬有(yǒu)限,導致數據傳輸速(sù)率低。使用量子傳感器將獲(huò)得最佳的(de)磁(cí)場(chǎng)靈敏度和(hé)更長(zhǎng)的通信範圍,也可以提供像手機一樣獲得高帶寬通信的(de)可能(néng)性。NIST科學家依靠銣原子的量(liàng)子特(tè)性製成磁場傳感器來(lái)檢測數字調製磁(cí)信號(hào),並(bìng)通(tōng)過改(gǎi)變(biàn)磁場來調製或控(kòng)製頻率,特別是原子產生的(de)水平和垂(chuí)直的信號波形。科學家下一(yī)步計劃開發改(gǎi)進發(fā)射機。
NIST開發了一種直流磁強計,其中使用偏(piān)振光作為檢測器來監測由磁場引起的銣原子“自傳”。除了具有高靈敏度以外,該(gāi)磁強計還具有室溫運行、體積小、功耗低、成本低、幹擾小等特點,不需要移動或校準。下一步,NIST擬建立和測試一個(gè)定(dìng)製(zhì)的量子磁力計,類似(sì)原(yuán)子鍾,該(gāi)磁力計將通過在原子內(nèi)部能級(jí)及其(qí)它特性(xìng)之間的切換來監測信號,通過提高傳感器靈敏度來擴大低頻磁(cí)場信號的範圍,更好地抑製噪(zào)聲,增加並有效利用(yòng)傳感器的帶寬。
該成果(guǒ)發表在2017年12月(yuè)的《Review of Scientific Instruments》雜誌上。
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更多>2018-10-12