Kuantummikrodalga optikteknoloji
Mikrodalga optik teknolojisioptik ve mikrodalga teknolojisinin sinyal işleme, iletişim, algılama ve diğer yönlerdeki avantajlarını birleştiren güçlü bir alan haline geldi. Ancak, geleneksel mikrodalga fotonik sistemleri özellikle bant genişliği ve hassasiyet açısından bazı temel sınırlamalarla karşı karşıyadır. Bu zorlukların üstesinden gelmek için araştırmacılar, kuantum teknolojisi kavramlarını mikrodalga fotonikle birleştiren heyecan verici yeni bir alan olan kuantum mikrodalga fotoniklerini keşfetmeye başlıyor.
Kuantum mikrodalga optik teknolojisinin temelleri
Kuantum mikrodalga optik teknolojisinin özü, geleneksel optiklerin yerini almaktır.fotodedektöriçindemikrodalga foton bağlantısıyüksek hassasiyetli tek foton fotodedektör ile. Bu, sistemin son derece düşük optik güç seviyelerinde, hatta tek foton seviyesine kadar çalışmasını sağlarken, aynı zamanda potansiyel olarak bant genişliğini de artırır.
Tipik kuantum mikrodalga foton sistemleri şunları içerir: 1. Tek foton kaynakları (örneğin zayıflatılmış lazerler 2.Elektro-optik modülatörmikrodalga/RF sinyallerini kodlamak için 3. Optik sinyal işleme bileşeni 4. Tek foton dedektörleri (örneğin Süperiletken nanotel dedektörleri) 5. Zamana bağlı tek foton sayımı (TCSPC) elektronik cihazları
Şekil 1, geleneksel mikrodalga foton bağlantıları ile kuantum mikrodalga foton bağlantıları arasındaki karşılaştırmayı göstermektedir:
Temel fark, yüksek hızlı fotodiyotlar yerine tek foton dedektörleri ve TCSPC modüllerinin kullanılmasıdır. Bu, son derece zayıf sinyallerin algılanmasını sağlarken, umarız bant genişliğini geleneksel fotodedektörlerin sınırlarının ötesine taşır.
Tek foton algılama şeması
Tek foton algılama şeması kuantum mikrodalga foton sistemleri için çok önemlidir. Çalışma prensibi şu şekildedir: 1. Ölçülen sinyalle senkronize edilen periyodik tetik sinyali TCSPC modülüne gönderilir. 2. Tek foton dedektörü, algılanan fotonları temsil eden bir dizi darbe çıkarır. 3. TCSPC modülü, tetik sinyali ile her algılanan foton arasındaki zaman farkını ölçer. 4. Birkaç tetik döngüsünden sonra, algılama süresi histogramı oluşturulur. 5. Histogram, orijinal sinyalin dalga biçimini yeniden oluşturabilir. Matematiksel olarak, belirli bir zamanda bir fotonun algılanma olasılığının o zamandaki optik güce orantılı olduğu gösterilebilir. Bu nedenle, algılama süresinin histogramı, ölçülen sinyalin dalga biçimini doğru bir şekilde temsil edebilir.
Kuantum mikrodalga optik teknolojisinin temel avantajları
Geleneksel mikrodalga optik sistemleriyle karşılaştırıldığında, kuantum mikrodalga fotonik birkaç önemli avantaja sahiptir: 1. Ultra yüksek hassasiyet: Tek foton seviyesine kadar son derece zayıf sinyalleri algılar. 2. Bant genişliği artışı: Fotodetektörün bant genişliğiyle sınırlı değildir, yalnızca tek foton dedektörünün zamanlama titreşiminden etkilenir. 3. Gelişmiş anti-parazit: TCSPC yeniden yapılandırması, tetiğe kilitlenmemiş sinyalleri filtreleyebilir. 4. Daha düşük gürültü: Geleneksel fotoelektrik algılama ve amplifikasyonun neden olduğu gürültüyü önleyin.
Gönderi zamanı: 27-Ağu-2024