Kvantuma mikroonda optika teknologio

Kvantumomikroonda optikateknologio
Mikroonda optika teknologiofariĝis potenca kampo, kombinante la avantaĝojn de optika kaj mikroonda teknologio en signal-prilaborado, komunikado, sensado kaj aliaj aspektoj. Tamen, konvenciaj mikroondaj fotonikaj sistemoj alfrontas kelkajn ŝlosilajn limigojn, precipe rilate al bendlarĝo kaj sentemeco. Por superi ĉi tiujn defiojn, esploristoj komencas esplori kvantum-mikroondan fotonikon - ekscitan novan kampon, kiu kombinas la konceptojn de kvantum-teknologio kun mikroonda fotoniko.

Bazaĵoj de kvantuma mikroonda optika teknologio
La kerno de kvantuma mikroonda optika teknologio estas anstataŭigi la tradician optikan teknologion.fotodetektiloen lamikroonda fotona ligokun alt-sentema unu-fotona fotodetektilo. Ĉi tio permesas al la sistemo funkcii je ekstreme malaltaj optikaj potencniveloj, eĉ ĝis la unu-fotona nivelo, samtempe ankaŭ eble pliigante bendlarĝon.
Tipaj kvantummikroondaj fotonsistemoj inkluzivas: 1. Unufotonajn fontojn (ekz., malfortigitajn laserojn 2.Elektro-optika modulatoropor ĉifri mikroondajn/RF-signalojn 3. Komponanto por optika signal-prilaborado 4. Detektiloj de unuopaj fotonoj (ekz. superkonduktaj nanodrataj detektiloj) 5. Elektronikaj aparatoj por kalkuli unuopajn fotonojn laŭ tempodependa maniero (TCSPC)
Figuro 1 montras la komparon inter tradiciaj mikroondaj fotonaj ligiloj kaj kvantaj mikroondaj fotonaj ligiloj:

La ŝlosila diferenco estas la uzo de unu-fotonaj detektiloj kaj TCSPC-moduloj anstataŭ altrapidaj fotodiodoj. Tio ebligas la detekton de ekstreme malfortaj signaloj, dum espereble puŝante la bendlarĝon preter la limojn de tradiciaj fotodetektiloj.

Skemo de detekto de unuopa fotono
La skemo por detekti unuopan fotonon estas tre grava por kvantummikroondaj fotonsistemoj. La funkciprincipo estas jena: 1. La perioda ellasila signalo sinkronigita kun la mezurita signalo estas sendita al la TCSPC-modulo. 2. La unuopa fotona detektilo eligas serion da pulsoj, kiuj reprezentas la detektitajn fotonojn. 3. La TCSPC-modulo mezuras la tempodiferencon inter la ellasila signalo kaj ĉiu detektita fotono. 4. Post pluraj ellasilbukloj, la detekta tempohistogramo estas establita. 5. La histogramo povas rekonstrui la ondformon de la originala signalo. Matematike, oni povas montri, ke la probableco detekti fotonon je difinita tempo estas proporcia al la optika potenco je tiu tempo. Tial, la histogramo de la detekta tempo povas precize reprezenti la ondformon de la mezurita signalo.

Ŝlosilaj avantaĝoj de kvantuma mikroonda optika teknologio
Kompare kun tradiciaj mikroondaj optikaj sistemoj, kvantuma mikroonda fotoniko havas plurajn ŝlosilajn avantaĝojn: 1. Ultra-alta sentiveco: Detektas ekstreme malfortajn signalojn ĝis la nivelo de unuopa fotono. 2. Pliigo de bendlarĝo: ne estas limigita de la bendlarĝo de la fotodetektilo, nur influita de la tempiga jitter de la unuopa fotona detektilo. 3. Plibonigita kontraŭ-interfero: TCSPC-rekonstruo povas filtri signalojn, kiuj ne estas ŝlositaj al la ellasilo. 4. Pli malalta bruo: Evitu la bruon kaŭzitan de tradicia fotoelektra detekto kaj plifortigo.