Kvantmikroto'lqinli optiktexnologiya
Mikroto'lqinli optik texnologiyasignallarni qayta ishlash, aloqa, sezish va boshqa jihatlarda optik va mikroto'lqinli texnologiyalarning afzalliklarini birlashtirgan kuchli sohaga aylandi. Biroq, an'anaviy mikroto'lqinli fotonik tizimlar, ayniqsa, o'tkazish qobiliyati va sezgirlik nuqtai nazaridan ba'zi muhim cheklovlarga duch kelmoqda. Ushbu qiyinchiliklarni bartaraf etish uchun tadqiqotchilar kvant texnologiyasi tushunchalarini mikroto'lqinli fotonika bilan birlashtirgan yangi qiziqarli soha - kvant mikroto'lqinli fotonikasini o'rganishni boshlamoqdalar.
Kvant mikroto'lqinli optik texnologiyasining asoslari
Kvant mikroto'lqinli optik texnologiyasining asosiy qismi an'anaviy optik texnologiyalarni almashtirishdirfotodetektorichidamikroto'lqinli foton aloqasiyuqori sezgirlikdagi bitta fotonli fotodetektor bilan. Bu tizimga juda past optik quvvat darajalarida, hatto bitta foton darajasigacha ishlash imkonini beradi, shu bilan birga o'tkazish qobiliyatini ham oshirishi mumkin.
Odatda kvant mikroto'lqinli foton tizimlari quyidagilarni o'z ichiga oladi: 1. Bir fotonli manbalar (masalan, susaytirilgan lazerlar 2.Elektro-optik modulyatormikroto'lqinli/RF signallarini kodlash uchun 3. Optik signalni qayta ishlash komponenti 4. Yagona foton detektorlari (masalan, Supero'tkazuvchi nanosim detektorlari) 5. Vaqtga bog'liq yakka fotonlarni hisoblash (TCSPC) elektron qurilmalari
1-rasmda an'anaviy mikroto'lqinli foton aloqalari va kvant mikroto'lqinli foton aloqalari o'rtasidagi taqqoslash ko'rsatilgan:
Asosiy farq shundaki, yuqori tezlikdagi fotodiodlar o'rniga bitta foton detektorlari va TCSPC modullaridan foydalanish. Bu juda zaif signallarni aniqlash imkonini beradi, shu bilan birga, umid qilamanki, o'tkazish qobiliyatini an'anaviy fotodetektorlar chegaralaridan tashqariga chiqaradi.
Yagona fotonni aniqlash sxemasi
Kvant mikroto'lqinli foton tizimlari uchun bitta fotonni aniqlash sxemasi juda muhimdir. Ish printsipi quyidagicha: 1. O'lchangan signal bilan sinxronlashtirilgan davriy trigger signali TCSPC moduliga yuboriladi. 2. Bitta foton detektori aniqlangan fotonlarni ifodalovchi bir qator impulslarni chiqaradi. 3. TCSPC moduli trigger signali va har bir aniqlangan foton o'rtasidagi vaqt farqini o'lchaydi. 4. Bir nechta trigger sikllaridan so'ng, aniqlash vaqti gistogrammasi o'rnatiladi. 5. Gistogramma asl signalning to'lqin shaklini qayta tiklashi mumkin. Matematik jihatdan, ma'lum bir vaqtda fotonni aniqlash ehtimoli o'sha paytdagi optik quvvatga mutanosib ekanligini ko'rsatish mumkin. Shuning uchun, aniqlash vaqtining gistogrammasi o'lchangan signalning to'lqin shaklini aniq ifodalashi mumkin.
Kvant mikroto'lqinli optik texnologiyasining asosiy afzalliklari
An'anaviy mikroto'lqinli optik tizimlar bilan taqqoslaganda, kvant mikroto'lqinli fotonika bir nechta asosiy afzalliklarga ega: 1. Ultra yuqori sezgirlik: bitta foton darajasigacha juda zaif signallarni aniqlaydi. 2. O'tkazish qobiliyatining oshishi: fotodetektorning o'tkazish qobiliyati bilan cheklanmaydi, faqat bitta foton detektorining vaqt tebranishi ta'sir qiladi. 3. Kengaytirilgan shovqinga qarshi: TCSPC rekonstruktsiyasi triggerga qulflanmagan signallarni filtrlashi mumkin. 4. Pastroq shovqin: An'anaviy fotoelektr aniqlash va kuchaytirish natijasida kelib chiqadigan shovqindan saqlaning.
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 27-avgust