CN117929421A - 光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微波测量技术领域，并具体公开了一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置及方法。包括探测光激光器，第一三端口光环形器通过光纤分别与所述探测光激光器、光纤耦合原子气室探头以及光纤耦合器连接；第二三端口光环形器通过光纤分别与所述光纤耦合原子气室探头、光纤耦合器以及光电探测器连接；耦合光激光器，光纤耦合气室探头置于环形光纤装置内。本发明实现探测光和耦合光的双向重叠传输以及分离，大大简化了光纤耦合原子气室探头的结构，克服了现有的光纤耦合原子气室探头由于镜片损耗导致效率不高的问题，同时该环形结构实现了耦合光的多次循环传输，大大提高原子利用率，提高原子探测信号幅值，可实现探测精度的提升。
Description
技术领域
本发明属于微波测量技术领域，更具体地，涉及一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置及方法。
背景技术
微波在电子信息、国防、生物医药以及新一代5G 技术中具有重要应用。高灵敏、高精度、大带宽的微波传感技术始终是电子信息领域的研究热点。传统的基于偶极天线的微波电场传感技术，存在如下技术限制：1)需要预校准，2)探头尺寸大，3)带宽小，4)分辨率和灵敏度较低(1mV/cm)，5)测量误差较大(误差约为5%—20%)，已不能满足日益发展的科学和技术的需求。
量子测量技术的兴起与发展促进了微波测量技术的进步，基于里德堡原子的微波电场量子传感受到人们广泛的关注和青睐，里德堡原子的微波电场量子传感已经在精度、灵敏度、宽带可调谐性、亚波长分辨率的空间电场特征刻画等方面显示出巨大的潜力。里德堡原子量子微波测量技术具有无扰动、可溯源、自校准的优点，在微波电场强度计量、射频接收等领域具有较大的应用潜力。目前，基于里德堡原子的量子微波测量系统主要是依托光学平台进行搭建，发展可移动、便携式的量子微波测量系统是一个重要的研究方向，其中，要突破的关键技术之一是小型化原子天线传感器探头。近几年国内外均公开了一种光纤耦合原子气室探头，这种原子气室探头不含任何金属元件，是真正意义的非金属电场探头，全光测量不会对外场造成扰动，测量准确度高。但存在气室探头两端光纤准直镜对准困难、透镜色散效应导致聚焦效果恶化、反射镜或者偏振分光镜增加了光路复杂性，导致整个探测光路耦合效率低、探测信号弱。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置及方法，其将高效率光纤耦合原子气室探头置于光纤环形装置内，通过光纤环形装置实现探测光和泵浦光的双向高效传输和分离，同时实现耦合光多次穿过原子气室与碱金属原子相互作用，大大提高了探测信号强度。无镜片结构的原子气室探头大大简化了传统光纤耦合原子气室探头构造，减小探头体积的同时减小了镜片的插入损耗，具有集成度高、探测灵敏度高的优点。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，包括：
探测光激光器，用于输出探测光；
第一三端口光环形器，该第一三端口光环形器通过光纤分别与所述探测光激光器、光纤耦合原子气室探头以及光纤耦合器连接；
第二三端口光环形器，该第二三端口光环形器通过光纤分别与所述光纤耦合原子气室探头、光纤耦合器以及光电探测器连接；
耦合光激光器，用于输出耦合光；
所述探测光激光器输出的探测光经第一三端口光环形器后输入至光纤耦合原子气室探头将碱金属原子从基态跃迁到第一激发态，然后经第二三端口光环形器输出至光电探测器，所述耦合光激光器输出的耦合光依次通过光纤耦合器、第二三端口光环形器后输入至光纤耦合原子气室探头，将碱金属原子从第一激发态跃迁到高里德堡态，然后依次进入第一三端口光环形器、光纤耦合器，以此方式，实现耦合光在环形光纤单元内延逆时针方向多次循环，进而多次与原子气室内的碱金属反应，增加发生相互作用的原子数目。
作为进一步优选的，所述探测光激光器通过光纤与第一三端口光环形器的端口一连接，所述第一三端口光环形器的端口二与光纤耦合原子气室探头连接，所述第一三端口光环形器的端口三与光纤耦合器连接。
作为进一步优选的，所述第二三端口光环形器的端口四与所述光纤耦合器连接，所述第二三端口光环形器的端口五与光纤耦合原子气室探头连接，所述第二三端口光环形器的端口六与所述光电探测器连接，以此方式，所述光纤耦合器、第二三端口光环形器、光纤耦合原子气室探头以及第一三端口光环形器构成供所述耦合光内延逆时针方向传输的环形光纤单元。
作为进一步优选的，所述光纤耦合器的端口七与端口三连接，所述光纤耦合器的端口八与端口四连接，所述光纤耦合器的端口九与耦合光激光器连接。
作为进一步优选的，所述光纤耦合原子气室探头包括原子气室以及设于所述原子气室两端的第一带有尾纤的光束准直端口和第二带有尾纤的光束准直端口，所述第一带有尾纤的光束准直端口和第二带有尾纤的光束准直端口是具有光束准直输出功能的单模保偏光纤。
作为进一步优选的，所述第一带有尾纤的光束准直端口和第二带有尾纤的光束准直端口的光束准直输出端面与所述原子气室通过紫外固化光学胶粘合的方式连接。
作为进一步优选的，所述第一带有尾纤的光束准直端口和第二带有尾纤的光束准直端口光束准直输出端面的位置相同，且偏振面和激光原有偏振方向一致。
按照本发明的另一个方面，还提供了一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量方法，包括以下步骤：
步骤一，调试光纤耦合原子气室探头，使得所述光纤耦合原子气室探头的第一带有尾纤的光束准直端口和第二带有尾纤的光束准直端口光束准直输出端面的位置相同，且偏振面和激光原有偏振方向一致；
步骤二，在光纤耦合原子气室探头的原子气室内填充碱金属原子；
步骤三，探测光激光器输出探测光，该探测光经第一三端口光环形器后输入至光纤耦合原子气室探头将碱金属原子从基态跃迁到第一激发态，然后经第二三端口光环形器输出至光电探测器，耦合光激光器输出耦合光，该耦合光依次通过光纤耦合器、第二三端口光环形器后输入至光纤耦合原子气室探头，将碱金属原子从第一激发态跃迁到高里德堡态，然后依次进入第一三端口光环形器、光纤耦合器，以此方式，实现耦合光在环形光纤单元內延逆时针方向多次循环，进而多次与原子气室内的碱金属反应；
步骤四，根据光电探测器获取的EIT透射峰，在微波源产生的对应跃迁待测微波电场下，该EIT峰出现AT分裂，产生EIT-AT光谱，通过测量EIT-AT光谱分裂频率，即可以提取出待测微波场强。
作为进一步优选的，步骤一具体包括以下步骤：
首先，启动探测光激光器，输出功率为p1的线偏振光，该偏振光通过第一带有尾纤的光束准直端口进入原子气室，调整设于第一带有尾纤的光束准直端口上的第一三维调整架和设于第二带有尾纤的光束准直端口上的第二三维调整架，以调节第一带有尾纤的光束准直端口和第二带有尾纤的光束准直端口的光束准直输出端面的位置，采用功率计监测第二带有尾纤的光束准直端口的输出功率，直到功率计上显示输出功率值最大，此时，第一带有尾纤的光束准直端口和第二带有尾纤的光束准直端口处在同一直线上；
然后，将功率计换成检偏器，旋转第一带有尾纤的光束准直端口和第二带有尾纤的光束准直端口的光束准直输出端面，直至检测到的偏振面和激光原有偏振方向一致，采用紫外固化光学胶将第一带有尾纤的光束准直端口和第二带有尾纤的光束准直端口粘合固定在原子气室两侧连接面上。
作为进一步优选的，所述第一带有尾纤的光束准直端口和第二带有尾纤的光束准直端口是具有光束准直输出功能的单模保偏光纤。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1．本发明通过环形光纤装置，实现探测光和耦合光的双向重叠传输以及分离，大大简化了光纤耦合原子气室探头的结构，同时克服了现有的光纤耦合原子气室探头由于镜片损耗导致效率不高的问题。
2．本发明采用环形结构，实现了耦合光的多次循环传输，大大提高原子利用率，提高原子探测信号幅值，可实现探测精度几十倍的提升。
3．本发明可实现光纤耦合原子气室探头的极大简化，使得光与该原子探头的耦合效率提升到90%以上，而且通过该装置环形传输结构，可实现耦合光多次与碱金属原子相互作用，大大提高了原子从第一激发态泵浦到高里德堡态的效率，将探测精度提升数十倍。
4．本发明结构简单、体积小、重量轻，该装置可广泛应用于可移动、便携式量子微波测量系统，支撑量子微波测量系统在通信、雷达等电子信息领域的应用。
附图说明
图1是本发明优选实施例涉及的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置的结构示意图；
图2是本发明优选实施例涉及的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量方法涉及的调节结构示意图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-探测光激光器，2-第一三端口光环形器，21-端口一，22-端口二，23-端口三，201-第一三维调整架，202-第二三维调整架，203-夹具，204-功率计/检偏器，3-光纤耦合原子气室探头，31-第一带有尾纤的光束准直端口、32-第二带有尾纤的光束准直端口，33-原子气室，4-微波源，5-光电探测器，6-第二三端口光环形器，61-端口四，62-端口五,63-端口六，7-光纤耦合器，71-端口七，72-端口八，73-端口九，8-耦合光激光器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明实施例提供的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，包括：探测光激光器1，用于输出探测光；第一三端口光环形器2，该第一三端口光环形器2通过光纤分别与所述探测光激光器1、光纤耦合原子气室探头3以及光纤耦合器7连接；第二三端口光环形器6，该第二三端口光环形器6通过光纤分别与所述光纤耦合原子气室探头3、光纤耦合器7以及光电探测器5连接；耦合光激光器8，用于输出耦合光；所述探测光激光器1输出的探测光经第一三端口光环形器2后输入至光纤耦合原子气室探头3将碱金属原子从基态跃迁到第一激发态，然后经第二三端口光环形器6输出至光电探测器5，所述耦合光激光器8输出的耦合光依次通过光纤耦合器7、第二三端口光环形器6后输入至光纤耦合原子气室探头3，将碱金属原子从第一激发态跃迁到高里德堡态，然后依次进入第一三端口光环形器2、光纤耦合器7。以此方式，第一三端口光环形器2、光纤耦合原子气室探头3、第二三端口光环形器6以及光纤耦合器7构成一个供耦合光沿逆时针方向多次循环的环形光纤单元，实现耦合光在环形光纤单元内延逆时针方向多次循环，进而多次与原子气室内的碱金属反应，增加发生相互作用的原子数目。
基于上述任一实施例或多个实施例的组合，所述探测光激光器1通过光纤与第一三端口光环形器2的端口一21连接，所述第一三端口光环形器2的端口二22与光纤耦合原子气室探头3连接，所述第一三端口光环形器2的端口三23与光纤耦合器7连接。
基于上述任一实施例或多个实施例的组合，所述第二三端口光环形器6的端口四61与所述光纤耦合器7连接，所述第二三端口光环形器6的端口五62与光纤耦合原子气室探头3连接，所述第二三端口光环形器6的端口六63与所述光电探测器5连接，以此方式，所述光纤耦合器7、第二三端口光环形器6、光纤耦合原子气室探头3以及第一三端口光环形器2构成供所述耦合光内延逆时针方向传输的环形光纤单元。
基于上述任一实施例或多个实施例的组合，所述光纤耦合器7的端口七71与端口三23连接，所述光纤耦合器7的端口八72与端口四61连接，所述光纤耦合器7的端口九73与耦合光激光器8连接。
基于上述任一实施例或多个实施例的组合，所述光纤耦合原子气室探头3包括原子气室33以及设于所述原子气室33两端的第一带有尾纤的光束准直端口31和第二带有尾纤的光束准直端口32，所述第一带有尾纤的光束准直端口31和第二带有尾纤的光束准直端口32是具有光束准直输出功能的单模保偏光纤。
基于上述任一实施例或多个实施例的组合，所述第一带有尾纤的光束准直端口31和第二带有尾纤的光束准直端口32的光束准直输出端面与所述原子气室33通过紫外固化光学胶粘合的方式连接。
基于上述任一实施例或多个实施例的组合，所述第一带有尾纤的光束准直端口31和第二带有尾纤的光束准直端口32光束准直输出端面的位置相同，且偏振面和激光原有偏振方向一致。
上述实施例中，装置包含光纤耦合原子气室探头和环形光纤装置，光纤耦合气室探头置于环形光纤装置内，本发明实现探测光和耦合光的双向重叠传输以及分离，大大简化了光纤耦合原子气室探头的结构，同时克服了现有的光纤耦合原子气室探头由于镜片损耗导致效率不高的问题。同时该环形结构实现了耦合光的多次循环传输，大大提高原子利用率，提高原子探测信号幅值，可实现探测精度几十倍的提升。该装置可广泛应用于可移动、便携式量子微波测量系统，支撑量子微波测量系统在通信、雷达等电子信息领域的应用。
基于上述任一实施例或多个实施例的组合，本发明还提供了一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：
步骤一，调试光纤耦合原子气室探头3，使得所述光纤耦合原子气室探头3的第一带有尾纤的光束准直端口31和第二带有尾纤的光束准直端口32光束准直输出端面的位置相同，且偏振面和激光原有偏振方向一致。
具体的，首先，启动探测光激光器1，输出功率为p1的线偏振光，该偏振光通过第一带有尾纤的光束准直端口31进入原子气室33，调整设于第一带有尾纤的光束准直端口31上的第一三维调整架201和设于第二带有尾纤的光束准直端口32上的第二三维调整架202，以调节第一带有尾纤的光束准直端口31和第二带有尾纤的光束准直端口32的光束准直输出端面的位置，采用功率计监测第二带有尾纤的光束准直端口32的输出功率，直到功率计上显示输出功率值最大，此时，第一带有尾纤的光束准直端口31和第二带有尾纤的光束准直端口32处在同一直线上；
然后，将功率计换成检偏器，旋转第一带有尾纤的光束准直端口31和第二带有尾纤的光束准直端口32的光束准直输出端面，直至检测到的偏振面和激光原有偏振方向一致，采用紫外固化光学胶将第一带有尾纤的光束准直端口31和第二带有尾纤的光束准直端口32粘合固定在原子气室33两侧连接面上。
步骤二，在光纤耦合原子气室探头3的原子气室33内填充碱金属原子。
步骤三，探测光激光器1输出探测光，该探测光经第一三端口光环形器2后输入至光纤耦合原子气室探头3将碱金属原子从基态跃迁到第一激发态，然后经第二三端口光环形器6输出至光电探测器5，耦合光激光器8输出耦合光，该耦合光依次通过光纤耦合器7、第二三端口光环形器6后输入至光纤耦合原子气室探头3，将碱金属原子从第一激发态跃迁到高里德堡态，然后依次进入第一三端口光环形器2、光纤耦合器7，以此方式，实现耦合光在环形光纤单元内延逆时针方向多次循环，进而多次与原子气室内的碱金属反应。
步骤四，根据光电探测器5获取的EIT透射峰，在微波源产生的对应跃迁待测微波电场下，该EIT峰出现AT分裂，产生EIT-AT光谱，通过测量EIT-AT光谱分裂频率，即可以提取出待测微波场强。
基于上述任一实施例或多个实施例的组合，本实施例中选用铷原子，在探测光和耦合光的作用下，原子气室中处于铷87原子从基态原子被激发至里德堡态52D5/2，扫描探测光频率，使在D2谱线共振频率附近扫描，通过光电探测器5可以观察到探测光强在失谐为零的位置出现EIT透射峰，在微波源产生的频率为19GHz对应跃迁52D5/2→53P3/2的待测微波电场下，该EIT峰出现AT分裂，产生EIT-AT光谱，通过测量EIT-AT光谱分裂频率，即可以提取出待测微波场强：/>。
实施例1
本实施例涉及的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，包括探测光激光器1、耦合光激光器8、两个三端口光环形器2和6、光纤耦合原子气室探头3、微波源4、光纤耦合器7、光电探测器5。
所述的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，探测光激光器1的输出端与三端口光环形器2的21端口相连，三端口光环形器2的22端口与光纤耦合原子气室探头3的第一端口31连接，光纤耦合原子气室探头3的第二端口32与三端口光环形器6的62端口连接，三端口光环形器6的61端口与光纤耦合器7的72端口连接，光纤耦合器7的71端口与三端口光环形器2的23端口连接，耦合光激光器8的输出端与光纤耦合器7的73端口相连，三端口光环形器6的63端口输出的激光入射到光电探测器5上。
所述的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，其特征在于，从探测光激光器1输出的探测光（λp）通过三端口光环形器2的21端口进入光纤环形系统，从三端口光环形器2的22端口输出，进入原子气室探头3的第一端口31，从端口31入射到原子气室33将碱金属原子从基态跃迁到第一激发态，然后经端口32进入到光纤中传输，经光纤进入到三端口光环形器6的62端口，然后从三端口光环形器6的63端口输出，输出的探测光入射到光电探测器5上。
从耦合光激光器8输出的耦合光（λc）通过光纤耦合器7的端口73进入光纤环形系统，从光纤耦合器7的端口72输出，输入到三端口光环形器6的61端口，然后经三端口光环形器6的62端口输出，进入原子气室探头3的第二端口32，从端口32入射到原子气室33，与反向传输的探测光重合，将碱金属原子从第一激发态跃迁到高里德堡态，然后经端口31进入到光纤中传输，进入到三端口光环形器2的22端口，然后从三端口光环形器2的23端口输出，然后进入光纤耦合器7的端口71，从端口72输出，重复以上过程，实现耦合光在环形光纤装置内延逆时针方向多次循环，进而多次与原子气室内的碱金属反应，增加发生相互作用的原子数目，进而提高探测信号强度，提升对为弱微波场的探测精度。
两个三端口光环形器、耦合器、光纤均为保偏光纤，保证探测光和耦合光在整个光路中保持统一偏振。
光纤耦合原子气室探头3包含两个端口（31和33）和一个原子气室32，一个端口输入探测光，一个端口输入耦合光，原子气室33用于填充碱金属原子气体，碱金属原子受激光照射后跃迁至里德堡态；通常采用的碱金属原子包括铯(Cs)或者铷(Rb)。采用铯(Cs)原子时，探测光激光器1的波长为509～511nm，耦合光激光器8的波长为850～852nm；采用铷(Rb)原子时，探测光激光器1的波长为779～781nm，耦合光激光器8的波长为479～481nm。
光纤耦合原子气室探头第一端口31和第二端口32所采用的光纤是具有光束准直输出功能的单模保偏光纤，两个端口的光束准直输出端面与原子气室相互接触面通过紫外固化光学胶粘合的方式连接。
对于采用不同碱金属原子填充的原子气室，应选用对应工作波长的部件。
实施例2
如图2所示，本实施例在上述任意实施例的基础上，提供了高效率光纤耦合原子气室探头的制作方法的装置，探测光激光器1连接至原子探头第一端口31，第二端口32尾纤连接到设备204上；原子气室水平放置在夹具203上；第一端口和第二端口分别放置在三维调整架201和202上。
首先启动第一激光器，输出功率为p1的线偏振光，通过第一端口31进入原子气室33，分别调节三维调整架201和202，进而调节第一端口31和第二端口32的光束准直输出端面的位置，设备204为功率计，通过功率计204监测第二端口32输出功率，直到功率计上显示输出功率值最大即说明第一端口和第二端口处在同一直线上；然后，将设备204换成检偏器，旋转第一端口、第二端口的光束准直输出端面，直至检测到的偏振面和激光原有偏振方向一致。最后用紫外固化光学胶将端口31和32粘合固定在原子气室两侧连接面上。
本发明可实现光纤耦合原子气室探头的极大简化，使得光与该原子探头的耦合效率提升到90%以上，而且通过该装置环形传输结构，可实现耦合光多次与碱金属原子相互作用，大大提高了原子从第一激发态泵浦到高里德堡态的效率，将探测精度提升数十倍。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，其特征在于，包括：
探测光激光器（1），用于输出探测光；
第一三端口光环形器（2），该第一三端口光环形器（2）通过光纤分别与所述探测光激光器（1）、光纤耦合原子气室探头（3）以及光纤耦合器（7）连接；
第二三端口光环形器（6），该第二三端口光环形器（6）通过光纤分别与所述光纤耦合原子气室探头（3）、光纤耦合器（7）以及光电探测器（5）连接；
耦合光激光器（8），用于输出耦合光；
所述探测光激光器（1）输出的探测光经第一三端口光环形器（2）后输入至光纤耦合原子气室探头（3）将碱金属原子从基态跃迁到第一激发态，然后经第二三端口光环形器（6）输出至光电探测器（5），所述耦合光激光器（8）输出的耦合光依次通过光纤耦合器（7）、第二三端口光环形器（6）后输入至光纤耦合原子气室探头（3），将碱金属原子从第一激发态跃迁到高里德堡态，然后依次进入第一三端口光环形器（2）、光纤耦合器（7），以此方式，实现耦合光在环形光纤单元内延逆时针方向多次循环，进而多次与原子气室内的碱金属反应，增加发生相互作用的原子数目。
2.根据权利要求1所述的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，其特征在于，所述探测光激光器（1）通过光纤与第一三端口光环形器（2）的端口一（21）连接，所述第一三端口光环形器（2）的端口二（22）与光纤耦合原子气室探头（3）连接，所述第一三端口光环形器（2）的端口三（23）与光纤耦合器（7）连接。
3.根据权利要求2所述的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，其特征在于，所述第二三端口光环形器（6）的端口四（61）与所述光纤耦合器（7）连接，所述第二三端口光环形器（6）的端口五（62）与光纤耦合原子气室探头（3）连接，所述第二三端口光环形器（6）的端口六（63）与所述光电探测器（5）连接，以此方式，所述光纤耦合器（7）、第二三端口光环形器（6）、光纤耦合原子气室探头（3）以及第一三端口光环形器（2）构成供所述耦合光内延逆时针方向传输的环形光纤单元。
4.根据权利要求3所述的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，其特征在于，所述光纤耦合器（7）的端口七（71）与端口三（23）连接，所述光纤耦合器（7）的端口八（72）与端口四（61）连接，所述光纤耦合器（7）的端口九（73）与耦合光激光器（8）连接。
5.根据权利要求1所述的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，其特征在于，所述光纤耦合原子气室探头（3）包括原子气室（33）以及设于所述原子气室（33）两端的第一带有尾纤的光束准直端口（31）和第二带有尾纤的光束准直端口（32），所述第一带有尾纤的光束准直端口（31）和第二带有尾纤的光束准直端口（32）是具有光束准直输出功能的单模保偏光纤。
6.根据权利要求5所述的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，其特征在于，所述第一带有尾纤的光束准直端口（31）和第二带有尾纤的光束准直端口（32）的光束准直输出端面与所述原子气室（33）通过紫外固化光学胶粘合的方式连接。
7.根据权利要求6所述的一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量装置，其特征在于，所述第一带有尾纤的光束准直端口（31）和第二带有尾纤的光束准直端口（32）光束准直输出端面的位置相同，且偏振面和激光原有偏振方向一致。
8.一种光纤耦合原子气室里德堡原子量子微波测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，调试光纤耦合原子气室探头（3），使得所述光纤耦合原子气室探头（3）的第一带有尾纤的光束准直端口（31）和第二带有尾纤的光束准直端口（32）光束准直输出端面的位置相同，且偏振面和激光原有偏振方向一致；
步骤二，在光纤耦合原子气室探头（3）的原子气室（33）内填充碱金属原子；
步骤三，探测光激光器（1）输出探测光，该探测光经第一三端口光环形器（2）后输入至光纤耦合原子气室探头（3）将碱金属原子从基态跃迁到第一激发态，然后经第二三端口光环形器（6）输出至光电探测器（5），耦合光激光器（8）输出耦合光，该耦合光依次通过光纤耦合器（7）、第二三端口光环形器（6）后输入至光纤耦合原子气室探头（3），将碱金属原子从第一激发态跃迁到高里德堡态，然后依次进入第一三端口光环形器（2）、光纤耦合器（7），以此方式，实现耦合光在环形光纤单元内延逆时针方向多次循环，进而多次与原子气室内的碱金属反应；
步骤四，根据光电探测器（5）获取的EIT透射峰，在微波源产生的对应跃迁待测微波电场下，该EIT峰出现AT分裂，产生EIT-AT光谱，通过测量EIT-AT光谱分裂频率，即可以提取出待测微波场强。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤一具体包括以下步骤：
首先，启动探测光激光器（1），输出功率为p1的线偏振光，该偏振光通过第一带有尾纤的光束准直端口（31）进入原子气室（33），调整设于第一带有尾纤的光束准直端口（31）上的第一三维调整架（201）和设于第二带有尾纤的光束准直端口（32）上的第二三维调整架（202），以调节第一带有尾纤的光束准直端口（31）和第二带有尾纤的光束准直端口（32）的光束准直输出端面的位置，采用功率计监测第二带有尾纤的光束准直端口（32）的输出功率，直到功率计上显示输出功率值最大，此时，第一带有尾纤的光束准直端口（31）和第二带有尾纤的光束准直端口（32）处在同一直线上；
然后，将功率计换成检偏器，旋转第一带有尾纤的光束准直端口（31）和第二带有尾纤的光束准直端口（32）的光束准直输出端面，直至检测到的偏振面和激光原有偏振方向一致，采用紫外固化光学胶将第一带有尾纤的光束准直端口（31）和第二带有尾纤的光束准直端口（32）粘合固定在原子气室（33）两侧连接面上。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一带有尾纤的光束准直端口（31）和第二带有尾纤的光束准直端口（32）是具有光束准直输出功能的单模保偏光纤。
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