Kwantummikrogolf optiestegnologie
Mikrogolf optiese tegnologiehet 'n kragtige veld geword, wat die voordele van optiese en mikrogolftegnologie in seinverwerking, kommunikasie, waarneming en ander aspekte kombineer. Konvensionele mikrogolf -fotoniese stelsels het egter 'n paar sleutelbeperkings, veral wat bandwydte en sensitiwiteit betref. Om hierdie uitdagings te oorkom, begin navorsers kwantum -mikrogolffotonika ondersoek - 'n opwindende nuwe veld wat die konsepte van kwantumtegnologie met mikrogolffotonika kombineer.
Grondbeginsels van kwantummikrogolf optiese tegnologie
Die kern van kwantummikrogolfoptiese tegnologie is om die tradisionele optiesefotodetektorin diemikrogolf foton skakelmet 'n enkel-sensitiwiteit enkel foton fotodetektor. Dit stel die stelsel in staat om op buitengewone lae optiese drywingsvlakke te werk, selfs tot op die enkel-fotonvlak, en ook die bandwydte moontlik verhoog.
Tipiese kwantum-mikrogolf-fotonstelsels sluit in: 1. enkelfotonbronne (bv. Verswakte lasers 2.Elektro-optiese modulatorVir kodeerende mikrogolf/RF -seine 3. Optiese seinverwerkingskomponent4. Enkele fotonverklikkers (bv. Supergeleidende nanowire -detektors) 5. Tydafhanklike enkele fotontelling (TCSPC) elektroniese toestelle
Figuur 1 toon die vergelyking tussen tradisionele mikrogolffoton -skakels en kwantum -mikrogolf -foton -skakels:
Die belangrikste verskil is die gebruik van enkele fotonverklikkers en TCSPC-modules in plaas van hoëspoed-fotodiodes. Dit stel die opsporing van uiters swak seine in staat, terwyl dit hopelik die bandwydte buite die grense van tradisionele fotodetektore stoot.
Enkele fotonopsporingskema
Die enkele fotonopsporingskema is baie belangrik vir kwantummikrogolffotonstelsels. Die werkbeginsel is soos volg: 1. Die periodieke snellersein wat met die gemete sein gesinkroniseer is, word na die TCSPC -module gestuur. 2. Die enkele foton -detektor lewer 'n reeks pulse uit wat die waargenome fotone voorstel. 3. Die TCSPC -module meet die tydsverskil tussen die sneller sein en elke opgespoor foton. 4. Na verskeie snellerlusse word die opsporingstyd -histogram vasgestel. 5. Die histogram kan die golfvorm van die oorspronklike sein rekonstrueer. Daar kan aangetoon word dat die waarskynlikheid om 'n foton op 'n gegewe tydstip op te spoor, eweredig is aan die optiese krag op daardie tydstip. Daarom kan die histogram van die opsporingstyd die golfvorm van die gemete sein akkuraat voorstel.
Belangrike voordele van kwantummikrogolfoptiese tegnologie
In vergelyking met tradisionele mikrogolfoptiese stelsels, het kwantummikrogolffotonika verskeie belangrike voordele: 1. Ultra-hoë sensitiwiteit: bespeur uiters swak seine tot op die enkele fotonvlak. 2. Bandwydte -toename: nie beperk deur die bandwydte van die fotodetektor nie, slegs beïnvloed deur die tydsberekening van die enkele fotonverklikker. 3. Verbeterde anti-interferensie: TCSPC-rekonstruksie kan seine uitfilter wat nie aan die sneller gesluit is nie. 4. Laer geraas: vermy die geraas wat veroorsaak word deur tradisionele foto -elektriese opsporing en versterking.
Postyd: Aug-27-2024