Kvantmikrolaine optilinetehnoloogia
Mikrolaine optiline tehnoloogiaSellest on saanud võimsaks valdkonnaks, ühendades optilise ja mikrolainetehnoloogia eelised signaalitöötluses, suhtlemisel, sensatsioonis ja muudes aspektides. Tavaliste mikrolainete foonisüsteemide silmitsi seisavad siiski mõned peamised piirangud, eriti ribalaiuse ja tundlikkuse osas. Nendest väljakutsetest ülesaamiseks on teadlased hakanud uurima kvant -mikrolainefootonikat - põnevat uut valdkonda, mis ühendab kvanttehnoloogia kontseptsioonid mikrolainefootonikaga.
Kvant mikrolaine optilise tehnoloogia põhialused
Quantum Mikrolaine optilise tehnoloogia tuum on asendada traditsiooniline optilinefotodetektorsisseMikrolainefootoni linkülitundlikkusega ühe footoni fotodetektoriga. See võimaldab süsteemil töötada äärmiselt madalal optilisel võimsustasandil, isegi kuni ühe footoni tasemeni, suurendades samal ajal ka ribalaiust.
Tüüpilised kvant mikrolaine footonisüsteemid hõlmavad: 1. Ühe-footonilised allikad (nt nõrgestatud laserid 2.Elektroptiline modulaatorMikrolainete/RF -signaalide kodeerimiseks 3. optilise signaalitöötluse komponent4. Üksikud footonidetektorid (nt ülijuhtivad nanojuhtmed) 5. Ajast sõltuv ühe footoni loendamine (TCSPC)
Joonis 1 näitab traditsiooniliste mikrolainete footonite ja kvant -mikrolainefootoni lingide võrdlust:
Peamine erinevus on kiire fotodioodide asemel üksikute footonidetektorite ja TCSPC moodulite kasutamine. See võimaldab tuvastada äärmiselt nõrku signaale, lükates samal ajal ribalaiuse traditsiooniliste fotodetektorite piiridest kaugemale.
Ühe footoni tuvastamise skeem
Ühe footoni tuvastamise skeem on kvant mikrolaine footonisüsteemide jaoks väga oluline. Tööpõhimõte on järgmine: 1. Mõõdetud signaaliga sünkroonitud perioodiline päästikusignaal saadetakse TCSPC moodulisse. 2. Üks footonidetektor väljastab rida impulsse, mis tähistavad tuvastatud footoneid. 3. TCSPC moodul mõõdab päästikusignaali ja iga tuvastatud footoni ajavahe. 4. Pärast mitut päästiku silmust kehtestatakse tuvastamise aja histogramm. 5. Histogramm saab rekonstrueerida algse signaali lainekuju. Matemaatiliselt võib näidata, et footoni tuvastamise tõenäosus antud ajal on proportsionaalne optilise võimsusega sel ajal. Seetõttu võib tuvastusaja histogramm täpselt tähistada mõõdetud signaali lainekuju.
Kvant mikrolaine optilise tehnoloogia peamised eelised
Võrreldes traditsiooniliste mikrolaine optiliste süsteemidega on kvant mikrolainefoonikoosil mitmeid peamisi eeliseid: 1. ülikõrge tundlikkus: tuvastab äärmiselt nõrgad signaalid kuni ühe footoni tasemeni. 2. ribalaius: ei piirdu fotodetektori ribalaius, mida mõjutab ainult ühe footoni detektori ajastus. 3. Suurenenud sekkumisvastane: TCSPC rekonstrueerimine võib filtreerida signaale, mis pole päästikule lukustatud. 4. Alumine müra: vältige traditsioonilise fotoelektrilise tuvastamise ja võimendamise põhjustatud müra.
Postiaeg: 27.-2012 august