Куантуммикроталасна оптичкатехнологије
Микроталасна оптичка технологијаје постала моћна област, комбинујући предности оптичке и микроталасне технологије у обради сигнала, комуникацији, сенсингу и другим аспектима. Међутим, конвенционални микроталасни фотонски системи суочавају се са неким кључним ограничењима, посебно у погледу пропусног опсега и осетљивости. Да би превазишли ове изазове, истраживачи почињу да истражују квантну микроталасну фотонику – узбудљиво ново поље које комбинује концепте квантне технологије са микроталасном фотоником.
Основи квантне микроталасне оптичке технологије
Срж квантне микроталасне оптичке технологије је да замени традиционалну оптичкуфотодетекторумикроталасна фотонска везаса високоосетљивим једнофотонским фотодетектором. Ово омогућава систему да ради на екстремно ниским нивоима оптичке снаге, чак и до нивоа једног фотона, уз потенцијално повећање пропусног опсега.
Типични квантни микроталасни фотонски системи укључују: 1. Једнофотонске изворе (нпр. ослабљени ласери 2.Електро-оптички модулаторза кодирање микроталасних/РФ сигнала 3. Компонента за оптичку обраду сигнала4. Детектори појединачних фотона (нпр. детектори суперпроводних наножица) 5. Електронски уређаји за бројање појединачних фотона (ТЦСПЦ) зависни од времена
Слика 1 приказује поређење између традиционалних микроталасних фотонских веза и квантних микроталасних фотонских веза:
Кључна разлика је употреба детектора појединачних фотона и ТЦСПЦ модула уместо брзих фотодиода. Ово омогућава детекцију изузетно слабих сигнала, док се, надамо се, шири пропусни опсег изван граница традиционалних фотодетектора.
Шема детекције једног фотона
Шема детекције једног фотона је веома важна за квантне микроталасне фотонске системе. Принцип рада је следећи: 1. Периодични сигнал окидача синхронизован са измереним сигналом се шаље у ТЦСПЦ модул. 2. Један детектор фотона даје низ импулса који представљају детектоване фотоне. 3. ТЦСПЦ модул мери временску разлику између сигнала окидача и сваког детектованог фотона. 4. Након неколико петљи окидача, успоставља се хистограм времена детекције. 5. Хистограм може реконструисати таласни облик оригиналног сигнала. Математички се може показати да је вероватноћа детекције фотона у датом тренутку пропорционална оптичкој снази у том тренутку. Стога, хистограм времена детекције може тачно да представи таласни облик измереног сигнала.
Кључне предности квантне микроталасне оптичке технологије
У поређењу са традиционалним микроталасним оптичким системима, квантна микроталасна фотоника има неколико кључних предности: 1. Ултра-висока осетљивост: детектује изузетно слабе сигнале до нивоа једног фотона. 2. Повећање пропусног опсега: није ограничено пропусним опсегом фотодетектора, на њега утиче само треперење времена детектора једног фотона. 3. Побољшана заштита од сметњи: ТЦСПЦ реконструкција може да филтрира сигнале који нису закључани на окидачу. 4. Мања бука: Избегавајте буку изазвану традиционалном фотоелектричном детекцијом и појачавањем.
Време поста: 27.08.2024