Kvantnimikrovalovna optičnatehnologija
Mikrovalovna optična tehnologijaje postalo močno polje, ki združuje prednosti optične in mikrovalovne tehnologije pri obdelavi signalov, komunikaciji, zaznavanju in drugih vidikih. Vendar se običajni mikrovalovni fotonski sistemi soočajo z nekaterimi ključnimi omejitvami, zlasti glede pasovne širine in občutljivosti. Da bi premagali te izzive, raziskovalci začenjajo raziskovati kvantno mikrovalovno fotoniko - novo vznemirljivo področje, ki združuje koncepte kvantne tehnologije z mikrovalovno fotoniko.
Osnove kvantne mikrovalovne optične tehnologije
Jedro kvantne mikrovalovne optične tehnologije je nadomestiti tradicionalno optičnofotodetektorvPovezava mikrovalovnega fotonaz visoko občutljivim fotonskim fotodetektorjem. To omogoča, da sistem deluje na izjemno nizki ravni optične moči, celo do ravni ene fotografiranja, hkrati pa potencialno povečuje pasovno širino.
Tipični kvantni mikrovalovni fotonski sistemi vključujejo: 1. Enofotonske vire (npr. Omočeni laserji 2.Elektro-optični modulatorza kodiranje mikrovalovnih/rf signalov 3. komponenta optične obdelave signala4. Enotni fotonski detektorji (npr
Slika 1 prikazuje primerjavo med tradicionalnimi mikrovalovnimi fotonskimi povezavami in kvantnimi mikrovalovnimi fotonskimi povezavami:
Ključna razlika je uporaba enojnih fotonskih detektorjev in modulov TCSPC namesto fotodiodov visoke hitrosti. To omogoča odkrivanje izjemno šibkih signalov, hkrati pa upajmo, da pasovno širino potisne čez meje tradicionalnih fotodetektorjev.
Shema za odkrivanje fotona
Enotna shema odkrivanja fotonov je zelo pomembna za kvantne mikrovalovne fotonske sisteme. Delovni načelo je naslednje: 1. Periodični sprožilni signal, sinhroniziran z izmerjenim signalom, se pošlje v modul TCSPC. 2. Enotni fotonski detektor oddaja vrsto impulzov, ki predstavljajo odkrite fotone. 3. Modul TCSPC meri časovno razliko med sprožilnim signalom in vsakim zaznanim fotonom. 4. Po več sprožilnih zankah se vzpostavi histogram časa zaznavanja. 5. Histogram lahko rekonstruira valovno obliko prvotnega signala. Zato lahko histogram časa zaznavanja natančno predstavlja valovno obliko izmerjenega signala.
Ključne prednosti kvantne mikrovalovne optične tehnologije
V primerjavi s tradicionalnimi mikrovalovnimi optičnimi sistemi ima kvantna mikrovalovna fotonika več ključnih prednosti: 1. ultra visoka občutljivost: zazna izjemno šibke signale do enotne ravni fotona. 2. Povečanje pasovne širine: Ni omejeno s pasovno širino fotodetektorja, ki ga vpliva le časovni tresenje enotnega fotonskega detektorja. 3. Izboljšana proti interferenca: TCSPC rekonstrukcija lahko filtrira signale, ki niso zaklenjeni na sprožilec. 4. Nižji hrup: Izogibajte se hrupu, ki ga povzroča tradicionalno fotoelektrično zaznavanje in ojačanje.
Čas objave: avgust-27-2024