Квантнамикробранова оптикатехнологија
Микробранова оптичка технологијастана моќно поле, комбинирајќи ги предностите на оптичката и микробрановата технологија во обработката на сигналот, комуникацијата, сензорите и други аспекти. Сепак, конвенционалните микробранови фотонски системи се соочуваат со некои клучни ограничувања, особено во однос на пропусниот опсег и чувствителноста. За да се надминат овие предизвици, истражувачите почнуваат да ја истражуваат квантната микробранова фотоника - возбудливо ново поле кое ги комбинира концептите на квантната технологија со микробранова фотоника.
Основи на квантната микробранова оптичка технологија
Јадрото на квантната микробранова оптичка технологија е да го замени традиционалниот оптичкифотодетекторвоврска со микробранови фотонисо фотодетектор со единечен фотон со висока чувствителност. Ова му овозможува на системот да работи на екстремно ниски нивоа на оптичка моќност, дури и до нивото на еден фотон, а исто така потенцијално го зголемува пропусниот опсег.
Вообичаените квантни микробранови фотонски системи вклучуваат: 1. Извори со еден фотон (на пр., атенуирани ласери 2.Електро-оптички модулаторза кодирање микробранови/RF сигнали 3. Компонента за обработка на оптички сигнал4. Детектори за единечни фотони (на пр. суперспроводливи наножични детектори) 5. Електронски уреди за броење на еден фотон зависни од времето (TCSPC)
Слика 1 ја прикажува споредбата помеѓу традиционалните микробранови фотонски врски и квантните микробранови фотонски врски:
Клучната разлика е во употребата на единечни фотонски детектори и TCSPC модули наместо фотодиоди со голема брзина. Ова овозможува откривање на екстремно слаби сигнали, додека се надеваме дека го турка пропусниот опсег надвор од границите на традиционалните фотодетектори.
Шема за детекција на еден фотон
Шемата за детекција на еден фотон е многу важна за квантните микробранови фотонски системи. Принципот на работа е како што следува: 1. Периодичниот сигнал за активирање синхронизиран со измерениот сигнал се испраќа до TCSPC модулот. 2. Детекторот за единечни фотони дава серија импулси кои ги претставуваат откриените фотони. 3. Модулот TCSPC ја мери временската разлика помеѓу сигналот за активирање и секој откриен фотон. 4. По неколку активирачки циклуси, се воспоставува хистограмот за време на откривање. 5. Хистограмот може да ја реконструира брановата форма на оригиналниот сигнал. Математички, може да се покаже дека веројатноста за откривање на фотон во дадено време е пропорционална на оптичката моќност во тоа време. Затоа, хистограмот на времето за откривање може точно да ја претстави брановата форма на измерениот сигнал.
Клучни предности на квантната микробранова оптичка технологија
Во споредба со традиционалните микробранови оптички системи, квантната микробранова фотоника има неколку клучни предности: 1. Ултра висока чувствителност: детектира екстремно слаби сигнали до ниво на еден фотон. 2. Зголемување на пропусниот опсег: не е ограничено од пропусниот опсег на фотодетекторот. 3. Засилени анти-пречки: реконструкцијата на TCSPC може да ги филтрира сигналите што не се заклучени на активирањето. 4. Помал шум: Избегнувајте ја бучавата предизвикана од традиционалното фотоелектрично откривање и засилување.
Време на објавување: 27 август 2024 година