КвантаваяЗВЧ аптычнытэхналогіі
Мікрахвалевая аптычная тэхнікастала магутнай сферай, якая спалучае ў сабе перавагі аптычных і мікрахвалевых тэхналогій у апрацоўцы сігналаў, сувязі, зандзіравання і іншых аспектах. Аднак звычайныя мікрахвалевыя фатонныя сістэмы сутыкаюцца з некаторымі ключавымі абмежаваннямі, асабліва з пункту гледжання прапускной здольнасці і адчувальнасці. Каб пераадолець гэтыя праблемы, даследчыкі пачынаюць даследаваць квантавую мікрахвалевую фатоніку – захапляльную новую вобласць, якая аб'ядноўвае канцэпцыі квантавай тэхналогіі з мікрахвалевай фатонікай.
Асновы квантавай мікрахвалевай аптычнай тэхналогіі
Ядро квантавай мікрахвалевай аптычнай тэхналогіі - замяніць традыцыйную аптычнуюфотадэтэктарумікрахвалевая фатонная спасылказ высокаадчувальным аднафатонным фотадэтэктарам. Гэта дазваляе сістэме працаваць пры вельмі нізкіх узроўнях аптычнай магутнасці, нават да ўзроўню аднаго фатона, адначасова патэнцыйна павялічваючы прапускную здольнасць.
Да тыповых квантавых мікрахвалевых фатонных сістэм адносяцца: 1. Аднафатонныя крыніцы (напрыклад, аслабленыя лазеры 2.Электрааптычны мадулятардля кадавання мікрахвалевых/ВЧ-сігналаў 3. Кампанент апрацоўкі аптычных сігналаў4. Дэтэктары аднаго фатона (напрыклад, звышправодныя нанаправодныя дэтэктары) 5. Электронныя прылады з падлікам аднаго фатона (TCSPC) з залежнасцю ад часу
На малюнку 1 паказана параўнанне традыцыйных мікрахвалевых фатонных каналаў і квантавых мікрахвалевых фатонных каналаў:
Ключавое адрозненне - выкарыстанне аднафатонных дэтэктараў і модуляў TCSPC замест высакахуткасных фотадыёдаў. Гэта дазваляе выяўляць вельмі слабыя сігналы, адначасова, спадзяюся, пашыраючы прапускную здольнасць за межы традыцыйных фотадэтэктараў.
Схема дэтэктавання аднаго фатона
Схема выяўлення аднаго фатона вельмі важная для квантавых мікрахвалевых фатонных сістэм. Прынцып працы наступны: 1. Перыядычны трыгерны сігнал, сінхранізаваны з вымераным сігналам, адпраўляецца ў модуль TCSPC. 2. Дэтэктар аднаго фатона выдае серыю імпульсаў, якія прадстаўляюць выяўленыя фатоны. 3. Модуль TCSPC вымярае розніцу ў часе паміж трыгерным сігналам і кожным выяўленым фатонам. 4. Пасля некалькіх цыклаў запуску ўсталёўваецца гістаграма часу выяўлення. 5. Гістаграма можа аднавіць форму хвалі зыходнага сігналу. Матэматычна можна паказаць, што верагоднасць выяўлення фатона ў дадзены момант часу прапарцыйная аптычнай сіле ў гэты момант. Такім чынам, гістаграма часу выяўлення можа дакладна прадстаўляць форму хвалі вымеранага сігналу.
Асноўныя перавагі квантавай мікрахвалевай аптычнай тэхналогіі
У параўнанні з традыцыйнымі мікрахвалевымі аптычнымі сістэмамі квантавая мікрахвалевая фатоніка мае некалькі ключавых пераваг: 1. Звышвысокая адчувальнасць: выяўляе надзвычай слабыя сігналы аж да ўзроўню аднаго фатона. 2. Павелічэнне прапускной здольнасці: не абмяжоўваецца прапускной здольнасцю фотадэтэктара, уплывае толькі дрыгаценне часу дэтэктара аднаго фатона. 3. Палепшаная барацьба з перашкодамі: рэканструкцыя TCSPC можа адфільтраваць сігналы, якія не звязаны з трыгерам. 4. Нізкі ўзровень шуму: пазбягайце шуму, выкліканага традыцыйным фотаэлектрычным выяўленнем і ўзмацненнем.
Час публікацыі: 27 жніўня 2024 г