Kvantmikrolaineahi optilinetehnoloogia
Mikrolaineahju optiline tehnoloogiaon muutunud võimsaks valdkonnaks, mis ühendab optilise ja mikrolainetehnoloogia eelised signaalitöötluses, sides, tuvastuses ja muudes aspektides. Tavalistel mikrolainefotoonilistel süsteemidel on aga mõned olulised piirangud, eriti ribalaiuse ja tundlikkuse osas. Nendest väljakutsetest ülesaamiseks hakkavad teadlased uurima kvantmikrolainefotoonikat – põnevat uut valdkonda, mis ühendab kvanttehnoloogia ja mikrolainefotoonika mõisted.
Kvantmikrolaine optilise tehnoloogia põhialused
Kvantmikrolaine optilise tehnoloogia tuum on traditsioonilise optilise tehnoloogia asendaminefotodetektoraastalmikrolaine fotoni linkkõrge tundlikkusega ühe footoni fotodetektoriga. See võimaldab süsteemil töötada äärmiselt madalal optilisel võimsusel, isegi kuni ühe fotoni tasemeni, suurendades samal ajal potentsiaalselt ribalaiust.
Tüüpiliste kvantmikrolaine footonisüsteemide hulka kuuluvad: 1. Ühefootonilised allikad (nt nõrgestatud laserid 2.Elektro-optiline modulaatormikrolaine-/RF-signaalide kodeerimiseks 3. Optilise signaalitöötluse komponent4. Ühe footoni detektorid (nt ülijuhtivad nanojuhtmega detektorid) 5. Ajast sõltuvad ühe footoni loendamise (TCSPC) elektroonilised seadmed
Joonisel 1 on näidatud traditsiooniliste mikrolainefotonilinkide ja kvant-mikrolaine footonlülide võrdlus:
Peamine erinevus on ühe footoni detektorite ja TCSPC moodulite kasutamine kiirete fotodioodide asemel. See võimaldab tuvastada äärmiselt nõrku signaale, lükates samal ajal loodetavasti ribalaiuse traditsiooniliste fotodetektorite piiridest kaugemale.
Ühe footoni tuvastamise skeem
Ühe footoni tuvastamise skeem on kvantmikrolaine footonisüsteemide jaoks väga oluline. Tööpõhimõte on järgmine: 1. Mõõdetud signaaliga sünkroniseeritud perioodiline trigersignaal saadetakse TCSPC moodulisse. 2. Ühe footoni detektor väljastab rea impulsse, mis esindavad tuvastatud footoneid. 3. TCSPC moodul mõõdab trigersignaali ja iga tuvastatud footoni vahelist ajavahet. 4. Pärast mitut käivitussilmust luuakse tuvastamisaja histogramm. 5. Histogramm suudab rekonstrueerida algse signaali lainekuju. Matemaatiliselt saab näidata, et footoni tuvastamise tõenäosus antud ajahetkel on võrdeline optilise võimsusega sel ajal. Seetõttu võib tuvastamisaja histogramm täpselt kujutada mõõdetud signaali lainekuju.
Kvantmikrolaine optilise tehnoloogia peamised eelised
Võrreldes traditsiooniliste mikrolaine optiliste süsteemidega on kvantmikrolainefotoonil mitmeid olulisi eeliseid: 1. Ülikõrge tundlikkus: tuvastab äärmiselt nõrgad signaalid kuni ühe footoni tasemeni. 2. Ribalaiuse suurenemine: ei ole piiratud fotodetektori ribalaiusega, mõjutab ainult üksiku footoni detektori ajastusvärin. 3. Täiustatud häiretevastane toime: TCSPC rekonstrueerimine võib välja filtreerida signaalid, mis pole päästikule lukustatud. 4. Madalam müra: vältige traditsioonilise fotoelektrilise tuvastamise ja võimenduse tekitatud müra.
Postitusaeg: 27. august 2024