Kvantmikrodalğalı optiktexnologiya
Mikrodalğalı optik texnologiyaoptik və mikrodalğalı texnologiyanın siqnal emalı, rabitə, sensor və digər aspektlərdə üstünlüklərini birləşdirən güclü bir sahəyə çevrilmişdir. Bununla belə, ənənəvi mikrodalğalı fotonik sistemlər, xüsusən də bant genişliyi və həssaslıq baxımından bəzi əsas məhdudiyyətlərlə üzləşir. Bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün tədqiqatçılar kvant texnologiyası anlayışlarını mikrodalğalı fotonika ilə birləşdirən yeni maraqlı bir sahə olan kvant mikrodalğalı fotonikasını araşdırmağa başlayırlar.
Kvant mikrodalğalı optik texnologiyasının əsasları
Kvant mikrodalğalı optik texnologiyasının əsasını ənənəvi optik texnologiyanı əvəz etmək təşkil edirfotodetektoriçindəmikrodalğalı foton bağlantısıyüksək həssaslıqlı tək fotonlu fotodetektorla. Bu, sistemin hətta tək fotonlu səviyyəyə qədər olduqca aşağı optik güc səviyyələrində işləməsinə imkan verir və eyni zamanda potensial olaraq bant genişliyini artırır.
Tipik kvant mikrodalğalı foton sistemlərinə aşağıdakılar daxildir: 1. Tək fotonlu mənbələr (məsələn, zəiflədilmiş lazerlər 2.Elektro-optik modulyatormikrodalğalı/RF siqnallarını kodlaşdırmaq üçün 3. Optik siqnal emalı komponenti 4. 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 arasındakı müqayisəni göstərir:
Əsas fərq yüksək sürətli fotodiodlar əvəzinə tək foton detektorlarının və TCSPC modullarının istifadəsidir. Bu, son dərəcə zəif siqnalları aşkar etməyə imkan verərkən, ümid edirik ki, bant genişliyini ənənəvi fotodetektorların hüdudlarından kənara çıxaracaq.
Tək foton aşkarlama sxemi
Tək foton aşkarlama sxemi kvant mikrodalğalı foton sistemləri üçün çox vacibdir. İş prinsipi belədir: 1. Ölçülən siqnalla sinxronlaşdırılmış dövri tetikleyici siqnal TCSPC moduluna göndərilir. 2. Tək foton detektoru aşkar edilmiş fotonları təmsil edən bir sıra impulslar çıxarır. 3. TCSPC modulu tetikleyici siqnal ilə hər bir aşkar edilmiş foton arasındakı zaman fərqini ölçür. 4. Bir neçə tetikleyici döngəsindən sonra aşkarlama vaxtı histoqramı qurulur. 5. Histoqram orijinal siqnalın dalğa formasını yenidən qura bilər. Riyazi olaraq, müəyyən bir zamanda bir fotonun aşkarlanma ehtimalının həmin zamandakı optik güclə mütənasib olduğu göstərilə bilər. Buna görə də, aşkarlama vaxtının histoqramı ölçülən siqnalın dalğa formasını dəqiq şəkildə təmsil edə bilər.
Kvant mikrodalğalı optik texnologiyasının əsas üstünlükləri
Ənənəvi mikrodalğalı optik sistemlərlə müqayisədə kvant mikrodalğalı fotonikasının bir neçə əsas üstünlüyü var: 1. Ultra yüksək həssaslıq: Tək foton səviyyəsinə qədər son dərəcə zəif siqnalları aşkarlayır. 2. Bant genişliyinin artması: fotodetektorun bant genişliyi ilə məhdudlaşmır, yalnız tək foton detektorunun zamanlama titrəyişindən təsirlənir. 3. Təkmilləşdirilmiş anti-müdaxilə: TCSPC rekonstruksiyası tetikleyiciyə kilidlənməmiş siqnalları süzgəcdən keçirə bilər. 4. Daha aşağı səs-küy: Ənənəvi fotoelektrik aşkarlama və gücləndirmənin yaratdığı səs-küydən qaçın.
Yazı vaxtı: 27 Avqust 2024