Kvant mikrodalğalı optik texnologiya

Kvantmikrodalğalı optiktexnologiya
Mikrodalğalı optik texnologiyaoptik və mikrodalğalı texnologiyanın siqnal emalı, rabitə, hissetmə və digər aspektlərdə üstünlüklərini birləşdirən güclü sahəyə çevrilmişdir. Bununla belə, ənənəvi mikrodalğalı fotonik sistemlər, xüsusən də bant genişliyi və həssaslıq baxımından bəzi əsas məhdudiyyətlərlə üzləşirlər. Bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün tədqiqatçılar kvant mikrodalğalı fotonikanı - kvant texnologiyası anlayışlarını mikrodalğalı fotonika ilə birləşdirən maraqlı yeni sahəni araşdırmağa başlayırlar.

Kvant mikrodalğalı optik texnologiyanın əsasları
Kvant mikrodalğalı optik texnologiyanın əsas məqsədi ənənəvi optikanı əvəz etməkdirfotodetektorildəmikrodalğalı foton bağlantısıyüksək həssaslıqlı tək foton fotodetektoru ilə. Bu, sistemə son dərəcə aşağı optik güc səviyyələrində, hətta tək foton səviyyəsinə qədər işləməyə imkan verir, eyni zamanda potensial olaraq bant genişliyini artırır.
Tipik kvant mikrodalğalı foton sistemlərinə aşağıdakılar daxildir: 1. Tək foton mənbələri (məsələn, zəiflədilmiş lazerlər 2.Elektro-optik modulyatormikrodalğalı/RF siqnallarının kodlaşdırılması üçün 3. Optik siqnal emal komponenti4. Tək foton detektorları (məsələn, superkeçirici nanotel detektorları) 5. Zamandan asılı tək foton sayma (TCSPC) elektron cihazları
Şəkil 1 ənənəvi mikrodalğalı foton əlaqələri ilə kvant mikrodalğalı foton əlaqələri arasında müqayisəni göstərir:

Əsas fərq, yüksək sürətli fotodiodların əvəzinə tək foton detektorlarının və TCSPC modullarının istifadəsidir. Bu, son dərəcə zəif siqnalların aşkarlanmasına imkan verir və ümid edirik ki, bant genişliyini ənənəvi fotodetektorların hüdudlarından kənara çıxarır.

Tək foton aşkarlama sxemi
Tək foton aşkarlama sxemi kvant mikrodalğalı foton sistemləri üçün çox vacibdir. İş prinsipi aşağıdakı kimidir: 1. Ölçülmüş siqnalla sinxronlaşdırılan dövri tətik siqnalı TCSPC moduluna göndərilir. 2. Tək foton detektoru aşkar edilmiş fotonları təmsil edən bir sıra impulslar verir. 3. TCSPC modulu tətik siqnalı ilə aşkar edilmiş hər bir foton arasındakı vaxt fərqini ölçür. 4. Bir neçə trigger döngəsindən sonra aşkarlama vaxtının histoqramı qurulur. 5. Histoqram orijinal siqnalın dalğa formasını yenidən qura bilər. Riyazi olaraq göstərmək olar ki, müəyyən bir zamanda fotonun aşkarlanması ehtimalı həmin andakı optik gücə mütənasibdir. Beləliklə, aşkarlama vaxtının histoqramı ölçülmüş siqnalın dalğa formasını dəqiq şəkildə təmsil edə bilər.

Kvant mikrodalğalı optik texnologiyanın əsas üstünlükləri
Ənənəvi mikrodalğalı optik sistemlərlə müqayisədə kvant mikrodalğalı fotonikası bir neçə əsas üstünlüklərə malikdir: 1. Ultra yüksək həssaslıq: Tək foton səviyyəsinə qədər olduqca zəif siqnalları aşkar edir. 2. Bant genişliyi artımı: fotodetektorun bant genişliyi ilə məhdudlaşmır, yalnız tək foton detektorunun zaman titrəməsindən təsirlənir. 3. Təkmilləşdirilmiş anti-müdaxilə: TCSPC rekonstruksiyası tətiyə bağlı olmayan siqnalları süzgəcdən keçirə bilər. 4. Aşağı səs-küy: Ənənəvi fotoelektrik aşkarlama və gücləndirmə nəticəsində yaranan səs-küydən çəkinin.