Кванттықмикротолқынды оптикалықтехнология
Микротолқынды оптикалық технологиясигналдарды өңдеу, байланыс, сезу және басқа аспектілерде оптикалық және микротолқынды технологияның артықшылықтарын біріктіретін қуатты өріске айналды. Дегенмен, әдеттегі микротолқынды фотонды жүйелер, әсіресе өткізу қабілеттілігі мен сезімталдық тұрғысынан кейбір негізгі шектеулерге тап болады. Осы қиындықтарды жеңу үшін зерттеушілер кванттық микротолқынды фотониканы зерттей бастады - кванттық технология тұжырымдамаларын микротолқынды фотоникамен біріктіретін қызықты жаңа сала.
Кванттық микротолқынды оптикалық технологияның негіздері
Кванттық микротолқынды оптикалық технологияның негізі дәстүрлі оптиканы ауыстыру болып табыладыфотодетекторішіндемикротолқынды фотонды сілтемесезімталдығы жоғары жалғыз фотонды фотодетектормен. Бұл жүйеге өте төмен оптикалық қуат деңгейлерінде, тіпті бір фотондық деңгейге дейін жұмыс істеуге мүмкіндік береді, сонымен бірге өткізу қабілеттілігін арттырады.
Әдеттегі кванттық микротолқынды фотон жүйелеріне мыналар жатады: 1. Бір фотонды көздер (мысалы, әлсіреген лазерлер 2.Электроптикалық модулятормикротолқынды/РЖ сигналдарын кодтау үшін 3. Сигналдарды оптикалық өңдеу компоненті4. Бір фотонды детекторлар (мысалы, суперөткізгіш нано сымды детекторлар) 5. Уақытқа тәуелді жалғыз фотонды санау (TCSPC) электрондық құрылғылары
1-суретте дәстүрлі микротолқынды фотонды байланыстар мен кванттық микротолқынды фотонды байланыстар арасындағы салыстыру көрсетілген:
Негізгі айырмашылық - жоғары жылдамдықты фотодиодтардың орнына жалғыз фотонды детекторларды және TCSPC модульдерін пайдалану. Бұл өте әлсіз сигналдарды анықтауға мүмкіндік береді, сонымен бірге өткізу қабілеттілігін дәстүрлі фотодетекторлардың шегінен асып түседі деп үміттенеміз.
Бір фотонды анықтау схемасы
Бір фотонды анықтау схемасы кванттық микротолқынды фотондық жүйелер үшін өте маңызды. Жұмыс принципі келесідей: 1. Өлшенетін сигналмен синхрондалған мерзімді триггер сигналы TCSPC модуліне жіберіледі. 2. Бір фотонды детектор анықталған фотондарды көрсететін импульстар сериясын шығарады. 3. TCSPC модулі триггер сигналы мен әрбір анықталған фотон арасындағы уақыт айырмашылығын өлшейді. 4. Бірнеше триггер циклдарынан кейін анықтау уақытының гистограммасы орнатылады. 5. Гистограмма бастапқы сигналдың толқын пішінін қалпына келтіре алады. Математикалық түрде фотонды белгілі бір уақытта анықтау ықтималдығы сол кездегі оптикалық қуатқа пропорционал екенін көрсетуге болады. Демек, анықтау уақытының гистограммасы өлшенген сигналдың толқын пішінін дәл көрсете алады.
Кванттық микротолқынды оптикалық технологияның негізгі артықшылықтары
Дәстүрлі микротолқынды оптикалық жүйелермен салыстырғанда кванттық микротолқынды фотоника бірнеше негізгі артықшылықтарға ие: 1. Өте жоғары сезімталдық: бір фотон деңгейіне дейін өте әлсіз сигналдарды анықтайды. 2. Өткізу қабілеттілігін арттыру: фотодетектордың өткізу қабілеттілігімен шектелмейді, тек жалғыз фотонды детектордың уақыттық дірілі әсер етеді. 3. Кедергіге қарсы күшейтілген: TCSPC қайта құру триггерге құлыпталмаған сигналдарды сүзе алады. 4. Шуды азайту: дәстүрлі фотоэлектрлік анықтау және күшейту нәтижесінде пайда болатын шуды болдырмаңыз.
Жіберу уақыты: 27 тамыз 2024 ж