工频电场指的是50Hz或60Hz随时间正弦变化的电荷产生的电场。高压、特高压输电线路和电力设施环境中存在工频电场分布,发展高灵敏、高精度的工频电场离线测量技术对于高压、特高压的电力安全检测具有重要的意义。在目前广泛使用的工频电场测量传感器中,其工作原理主要是基于感应电荷式电学测量法和基于电光效应的光学式电场测量法,但是在实际使用过程中,二者均有不小的缺点,例如,基于电学式测量法制成的仪器难以应用到现场的带电测量,精确测量强电场较为困难;光学式测量法所用原理电光效应本身具有温度相关性,基于该原理所制传感器一般存在温度漂移问题。近年来,随着激光技术的成熟以及激光对原子量子态的精确操控技术的发展,特别是由于里德堡原子相对于基态原子具有极化率大、电偶极矩强等特性,其在微弱电场的高灵敏测量方面的研究引起了国内外广泛关注。本文介绍了利用双光子（852 nm和509 nm）激发方式实现铯原子53S1/2里德堡态的制备,并观察了射频电场导致的交流斯塔克效应作用下53S1/2里德堡原子的电磁诱导透明光谱,研究了射频电场幅度与电磁诱导透明光谱斯塔克频移的关系。通过工频电场幅度调制射频电场,实现了对工频电场的场强的可溯源测量,场强灵敏度达到0.37 V/cm,幅度测量动态范围可达37.2 d B,同时获得了工频电场频率的精确测量,频率测量的不确定度优于0.1%。文章主要内容由四章构成,分别为:第一章绪论部分,首先介绍了里德堡原子的部分性质和里德堡原子电磁诱导透明效应,并对其发展及应用进行了简单介绍,其次介绍了传统工频电场测量方式（包括电学式和光学式）的原理,比较了传统工频电场测量方式的优劣点,介绍了利用里德堡原子的电场量子精密测量在静电场、微波电场、太赫兹电场等方面取得的进展。第二章理论推导部分,主要介绍了射频电场作用下的里德堡原子电磁诱导透明效应理论模型。首先推导了无外场作用下三能级里德堡原子电磁诱导透明光谱理论,然后推导射频场作用下里德堡原子电磁诱导透明光谱理论,并得到了工频电场幅度调制下的电磁诱导透明光谱。第三章实验装置部分,实验装置分为三大模块,分别为852nm探测光模块、509nm耦合光模块以及实验操作模块。文中详细介绍了实验中所用两束激光的不同用途及对两束激光的频率锁定操作等,并在实验操作模块对实验操作对象进行了详细描述,如射频场及工频场的添加装置等。第四章实验结果及分析部分,主要展示了在射频场及工频电场幅度调制射频场场作用下里德堡原子电磁诱导透明光谱,并展示了斯塔克频移效应。通过对斯塔克频移效应的分析,实现了53S1/2态铯里德堡原子极化率的测量,得到了较好的吻合数值;对于工频电场的测量,重点介绍了工频电场的添加方式及测量方案,实现了对工频电场的精确测量,验证了量子测量工频电场的可行性和准确性;并在本章最后部分,简单介绍了利用20S1/2铯原子里德堡态尝试空间射频场的测量。本文创新之处:1.采用量子测量的方式进行工频电场测量,通过研究铯里德堡原子的电磁诱导透明光谱实现了工频电场幅度的精确测量,最小可探测场强为0.37V/cm,动态范围是37.2d B,实现了工频电场场强的可溯源测量。2.通过幅度调制射频电场的方式,实现了工频电场的添加,不仅可以研究射频场作用下电磁诱导透明光谱的变化,同样可以实现工频电场的频率测量,频率测量不确定度优于0.1%。