Kvantnimikrovalna optičkatehnologija
Mikrovalna optička tehnologijapostalo je moćno polje, kombinirajući prednosti optičke i mikrovalne tehnologije u obradi signala, komunikaciji, senzoru i drugim aspektima. Međutim, konvencionalni mikrovalni fotonski sustavi suočavaju se s nekim ključnim ograničenjima, posebno u smislu propusnosti i osjetljivosti. Da bi prevladali ove izazove, istraživači počinju istraživati kvantnu mikrovalnu fotoniku - uzbudljivo novo polje koje kombinira koncepte kvantne tehnologije s mikrovalnom fotonikom.
Osnove kvantne mikrovalne optičke tehnologije
Jezgra kvantne mikrovalne optičke tehnologije je zamjena tradicionalne optičkefotodetektorumikrovalna fotonska vezas visokim osjetljivošću s jednim fotonskim fotodetektorom. To omogućava sustavu da radi na izuzetno niskim razinama optičke snage, čak i sve do razine jednofotona, a istovremeno potencijalno povećava propusnost.
Tipični kvantni mikrovalni fotonski sustavi uključuju: 1. Jednofotonski izvori (npr., Atenuirani laseri 2.Elektro-optički modulatorZa kodiranje mikrovalne/RF signala 3. komponenta optičke obrade signala4. Detektori s jednim fotonom (npr. Superprevetirani detektori nanowire -a) 5. Ovisno o jednom broju jednog fotona (TCSPC) Elektronički uređaji
Slika 1 prikazuje usporedbu tradicionalnih mikrovalnih fotonskih veza i kvantnih mikrovalnih fotonskih veza:
Ključna razlika je upotreba pojedinačnih fotonskih detektora i TCSPC modula umjesto brzih fotodioda. To omogućava otkrivanje izuzetno slabih signala, a nadamo se da će provijati propusnost izvan granica tradicionalnih fotodetektora.
Shema otkrivanja jednog fotona
Shema detekcije jednog fotona vrlo je važna za kvantne sustave mikrovalne foton. Princip rada je sljedeći: 1. Periodični signal okidača sinkroniziran s izmjerenim signalom šalje se TCSPC modulu. 2. Detektor jednog fotona iznosi niz impulsa koji predstavljaju otkrivene fotone. 3. TCSPC modul mjeri vremensku razliku između signala okidača i svakog otkrivenog fotona. 4. Nakon nekoliko petlji okidača uspostavlja se histogram vremena otkrivanja. 5. Histogram može rekonstruirati valni oblik izvornog signala. Mathematski se može pokazati da je vjerojatnost otkrivanja fotona u određenom trenutku proporcionalna optičkoj snazi u to vrijeme. Stoga, histogram vremena otkrivanja može točno predstavljati valni oblik izmjerenog signala.
Ključne prednosti kvantne mikrovalne optičke tehnologije
U usporedbi s tradicionalnim mikrovalnim optičkim sustavima, kvantna mikrovalna fotonika ima nekoliko ključnih prednosti: 1. Ultra-visoka osjetljivost: otkriva izuzetno slabe signale sve do razine jednog fotona. 2. Povećanje propusnosti: Nije ograničeno širinom pojasa fotodetektora, na koji je utjecao samo vremenski trzanje jednog fotonskog detektora. 3. Poboljšana anti-interferencija: Rekonstrukcija TCSPC može filtrirati signale koji nisu zaključani na okidaču. 4. Donji šum: Izbjegavajte buku uzrokovanu tradicionalnom fotoelektričnom otkrivanjem i pojačanjem.
Post Vrijeme: kolovoz-27-2024