Kuantikmikrovalë optiketeknologji
Teknologjia optike me mikrovalëështë bërë një fushë e fuqishme, duke kombinuar avantazhet e teknologjisë optike dhe mikrovalore në përpunimin e sinjalit, komunikimin, ndjeshmërinë dhe aspekte të tjera. Megjithatë, sistemet fotonike konvencionale me mikrovalë përballen me disa kufizime kryesore, veçanërisht në aspektin e gjerësisë së brezit dhe ndjeshmërisë. Për të kapërcyer këto sfida, studiuesit po fillojnë të eksplorojnë fotonikën kuantike me mikrovalë - një fushë e re emocionuese që kombinon konceptet e teknologjisë kuantike me fotonikën me mikrovalë.
Bazat e teknologjisë optike kuantike me mikrovalë
Thelbi i teknologjisë optike kuantike me mikrovalë është të zëvendësojë teknologjinë tradicionale optike.fotodetektornëlidhje fotoni mikrovalëshme një fotodetektor me një foton të vetëm me ndjeshmëri të lartë. Kjo i lejon sistemit të funksionojë në nivele jashtëzakonisht të ulëta të fuqisë optike, madje edhe deri në nivelin e një fotoni të vetëm, ndërkohë që potencialisht rrit edhe gjerësinë e brezit.
Sistemet tipike kuantike të fotoneve me mikrovalë përfshijnë: 1. Burime me një foton të vetëm (p.sh., lazerë të dobësuar 2.Modulator elektro-optikpër kodimin e sinjaleve mikrovalë/RF 3. Komponent për përpunimin e sinjalit optik 4. Detektorë me foton të vetëm (p.sh. detektorë me nanotel superpërçues) 5. Pajisje elektronike të Numërimit të Fotoneve të Vetëm të Varura nga Koha (TCSPC)
Figura 1 tregon krahasimin midis lidhjeve tradicionale të fotoneve me mikrovalë dhe lidhjeve kuantike të fotoneve me mikrovalë:
Dallimi kryesor është përdorimi i detektorëve me një foton të vetëm dhe moduleve TCSPC në vend të fotodiodave me shpejtësi të lartë. Kjo mundëson zbulimin e sinjaleve jashtëzakonisht të dobëta, ndërkohë që shpresojmë që ta shtyjmë gjerësinë e brezit përtej kufijve të fotodetektorëve tradicionalë.
Skema e zbulimit të një fotoni të vetëm
Skema e zbulimit të një fotoni të vetëm është shumë e rëndësishme për sistemet kuantike të fotoneve me mikrovalë. Parimi i punës është si më poshtë: 1. Sinjali periodik i shkrehjes i sinkronizuar me sinjalin e matur dërgohet në modulin TCSPC. 2. Detektori i një fotoni të vetëm jep një seri pulsesh që përfaqësojnë fotonet e zbuluara. 3. Moduli TCSPC mat ndryshimin kohor midis sinjalit të shkrehjes dhe secilit foton të zbuluar. 4. Pas disa sytheve të shkrehjes, krijohet histograma e kohës së zbulimit. 5. Histograma mund të rindërtojë formën e valës së sinjalit origjinal. Matematikisht, mund të tregohet se probabiliteti i zbulimit të një fotoni në një kohë të caktuar është proporcional me fuqinë optike në atë kohë. Prandaj, histograma e kohës së zbulimit mund të përfaqësojë me saktësi formën e valës së sinjalit të matur.
Përparësitë kryesore të teknologjisë optike kuantike me mikrovalë
Krahasuar me sistemet optike tradicionale me mikrovalë, fotonika kuantike me mikrovalë ka disa përparësi kryesore: 1. Ndjeshmëri ultra e lartë: Zbulon sinjale jashtëzakonisht të dobëta deri në nivelin e një fotoni të vetëm. 2. Rritje e gjerësisë së brezit: nuk kufizohet nga gjerësia e brezit të fotodetektorit, ndikohet vetëm nga luhatja e kohës së detektorit me një foton të vetëm. 3. Anti-ndërhyrje e përmirësuar: Rindërtimi TCSPC mund të filtrojë sinjalet që nuk janë të fiksuara në shkrehës. 4. Zhurmë më e ulët: Shmang zhurmën e shkaktuar nga zbulimi dhe amplifikimi tradicional fotoelektrik.
Koha e postimit: 27 gusht 2024