里德堡原子由于其主量子数n（n>20）很大,最外层电子受原子核束缚力较弱的特点,极易受到外场的影响,基于这一特性,里德堡原子可被应用于外场测量领域,比如,微波场的精密测量;其原子寿命比较长的性质,使其在量子信息存储方面也有着重要的意义。工频电磁场的测量一方面从电力作业场所工作人员的角度出发,需要开发一种安全、稳定的高压工频电场测量技术;另一方面,在电力、工业生产和科研活动中需要对工频电场进行有效的精确测量,里德堡原子在工频电场的测量这一研究过程中发挥着基础性的作用。本文在室温铯原子蒸汽中制备42D态里德堡原子,并基于里德堡原子的电磁诱导透明光谱实现了工频电场的测量。实验中利用双光子激发方式制备了42D态里德堡原子,通过改变耦合光频率获得了阶梯型电磁诱导透明光谱。研究了里德堡原子在射频电场作用下的光谱频移和分裂与射频电场幅度和频率的关系。采用将工频电场幅度调制到射频电场的方式,实现了对工频电场强度和频率的测量。本文对工频电场的在线可溯源测量具有重要的参考价值和意义。本文主要介绍了以下几个方面,具体内容如下:第一章引言章节主要介绍了里德堡原子的定义、基本性质和应用领域,以及工频电场测量领域的背景和传统测量手段。简单讲解了里德堡原子近年来的发展进程以及探测领域的主要应用,并介绍了几种工频电场测量方法的发展脉络及其相关的技术成果。第二章理论章节推导了阶梯型三能级EIT系统理论模型,并分析了射频场作用下的里德堡原子EIT效应。从光与原子相互作用的半经典理论出发,详细介绍了阶梯型三能级原子体系的跃迁理论。对射频场作用在里德堡原子EIT上出现的AC-Stark频移和Floquet边带光谱作了具体说明。并且叙述了调制在射频场上的工频电场的测量原理。第三章实验装置方面介绍了主要的实验系统,即制备42D里德堡原子EIT所需的双光子激发系统和工频电场测量的实验装置。在三能级里德堡原子EIT系统当中,详细介绍了双光子激发光路的搭建及其应用的饱和吸收光谱稳频和超稳腔锁频技术。以信号发生器、混频器、平行电极板和光电探测器对调制在射频电场上的工频电场进行了测量。第四章实验结果部分叙述了主要的实验过程和结果,并将实验结果与理论相对应进行了分析。对比了无外场作用和射频场作用下的里德堡原子EIT光谱,得到了里德堡EIT的AC-Stark频移随射频场场强变化的关系;最后利用工频电场对射频电场进行幅度调制,实现了工频电场幅度和频率的测量。本文的创新之处:利用了里德堡原子对外场敏感的特点,基于里德堡原子的AC-Stark效应,通过测量EIT光谱的频率移动实现了对工频电场幅度的精确测量。对不同超精细能级的频率移动同时测量,可以实现多测量结果的互相校准,从而提升被测工频电场幅度测量精度。通过对确定的超精细态光谱峰值随时间变化的测量,可以利用三角函数拟合得到工频电场频率的精确测量。采用实验光路与参考光路的设计方案,很大程度减小了外界干扰项对实验的影响以及激光器自身原因带来的影响,并且对于实验光路光路进行差分探测,提高了信噪比,进一步提高实验的准确性。