Kvantmikroto'lqinli optiktexnologiya
Mikroto'lqinli optik texnologiyasignalni qayta ishlash, aloqa, sezish va boshqa jihatlarda optik va mikroto'lqinli texnologiyaning afzalliklarini birlashtirgan kuchli maydonga aylandi. Biroq, an'anaviy mikroto'lqinli fotonik tizimlar, ayniqsa tarmoqli kengligi va sezgirlik nuqtai nazaridan, ba'zi asosiy cheklovlarga duch keladi. Ushbu qiyinchiliklarni bartaraf etish uchun tadqiqotchilar kvant mikroto'lqinli fotonikani - kvant texnologiyasi tushunchalarini mikroto'lqinli fotonika bilan birlashtirgan qiziqarli yangi sohani o'rganishni boshlaydilar.
Kvant mikroto'lqinli optik texnologiyasining asoslari
Kvant mikroto'lqinli optik texnologiyasining yadrosi an'anaviy optikani almashtirishdirfotodetektorichidamikroto'lqinli foton havolasiyuqori sezuvchanlikdagi yagona fotonli fotodetektor bilan. Bu tizimga juda past optik quvvat darajalarida, hatto bitta fotonli darajagacha ishlashga imkon beradi, shu bilan birga tarmoqli kengligini ham oshiradi.
Odatda kvant mikroto'lqinli foton tizimlariga quyidagilar kiradi: 1. Bir fotonli manbalar (masalan, zaiflashtirilgan lazerlar 2.Elektro-optik modulyatormikroto'lqinli/RF signallarini kodlash uchun 3. Signalni optik qayta ishlash komponenti4. Yagona foton detektorlari (masalan, Supero'tkazuvchi nanosim detektorlari) 5. Vaqtga bog'liq yagona fotonni 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 tezlikda ishlaydigan fotodiodlar o'rniga bitta foton detektorlari va TCSPC modullaridan foydalanish. Bu juda zaif signallarni aniqlash imkonini beradi va umid qilamanki, tarmoqli kengligi an'anaviy fotodetektorlar chegarasidan tashqariga chiqadi.
Yagona fotonni aniqlash sxemasi
Yagona fotonni aniqlash sxemasi kvant mikroto'lqinli foton tizimlari uchun juda muhimdir. Ishlash printsipi quyidagicha: 1. O'lchangan signal bilan sinxronlashtirilgan davriy tetik signali TCSPC moduliga yuboriladi. 2. Yagona foton detektori aniqlangan fotonlarni ifodalovchi bir qator impulslarni chiqaradi. 3. TCSPC moduli tetik signali va har bir aniqlangan foton o'rtasidagi vaqt farqini o'lchaydi. 4. Bir nechta trigger halqalaridan so'ng aniqlash vaqti gistogrammasi o'rnatiladi. 5. Gistogramma dastlabki signalning to'lqin shaklini qayta qurishi mumkin.Matematik jihatdan shuni ko'rsatish mumkinki, ma'lum bir vaqtda fotonni aniqlash ehtimoli o'sha paytdagi optik quvvatga proportsionaldir. Shuning uchun aniqlash vaqtining gistogrammasi o'lchangan signalning to'lqin shaklini aniq ko'rsatishi mumkin.
Kvant mikroto'lqinli optik texnologiyasining asosiy afzalliklari
An'anaviy mikroto'lqinli optik tizimlar bilan taqqoslaganda, kvant mikroto'lqinli fotonikasi bir nechta asosiy afzalliklarga ega: 1. Ultra yuqori sezuvchanlik: bitta foton darajasigacha juda zaif signallarni aniqlaydi. 2. Tarmoqli kengligi oshishi: fotodetektorning tarmoqli kengligi bilan cheklanmaydi, faqat bitta foton detektorining vaqt jitteriga ta'sir qiladi. 3. Kengaytirilgan anti-aralashuv: TCSPC rekonstruksiyasi triggerga qulflanmagan signallarni filtrlashi mumkin. 4. Past shovqin: an'anaviy fotoelektrik aniqlash va kuchaytirish natijasida paydo bo'lgan shovqindan qoching.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 27-avgust