Téknologi optik gelombang mikro kuantum

Kuantumgelombang mikro optiktéhnologi
Téknologi gelombang mikro optikgeus jadi widang kuat, ngagabungkeun kaunggulan tina téhnologi optik sarta gelombang mikro dina processing sinyal, komunikasi, sensing jeung aspék séjén. Tapi, sistem fotonik gelombang mikro konvensional nyanghareupan sababaraha watesan konci, khususna dina hal rubakpita sareng sensitipitas. Pikeun ngatasi tangtangan ieu, peneliti mimiti ngajalajah fotonik gelombang mikro kuantum - widang anyar anu pikaresepeun anu ngagabungkeun konsép téknologi kuantum sareng fotonik gelombang mikro.

Dasar téknologi optik gelombang mikro kuantum
Inti téknologi optik gelombang mikro kuantum nyaéta ngagentos optik tradisionalpotodetektordinalink poton gelombang mikrokalayan sensitipitas luhur photon detektor tunggal. Hal ieu ngamungkinkeun sistem pikeun beroperasi dina tingkat kakuatan optik pisan low, malah nepi ka tingkat single-foton, bari ogé berpotensi ngaronjatkeun rubakpita.
Sistem foton gelombang mikro kuantum ilaharna ngawengku: 1. Sumber foton tunggal (misalna, laser anu dilempengkeun 2.Modulator éléktrooptikpikeun ngodekeun sinyal gelombang mikro/RF 3. Komponén ngolah sinyal optik4. detektor foton tunggal (misalna detektor kawat nano Superconducting) 5. Alat éléktronik cacah poton tunggal (TCSPC) gumantung kana waktos
Gambar 1 nunjukkeun perbandingan antara tumbu foton gelombang mikro tradisional sareng tautan foton gelombang mikro kuantum:

Beda konci nyaéta pamakéan detéktor foton tunggal jeung modul TCSPC tinimbang photodiodes-speed tinggi. Ieu ngamungkinkeun pikeun ngadeteksi sinyal anu lemah pisan, bari mugia ngadorong rubakpita saluareun wates detektor poto tradisional.

Skéma deteksi foton tunggal
Skéma deteksi foton tunggal penting pisan pikeun sistem foton gelombang mikro kuantum. Prinsip gawé nyaéta kieu: 1. Sinyal pemicu periodik nyingkronkeun jeung sinyal diukur dikirim ka modul TCSPC. 2. detektor foton tunggal outputs runtuyan pulsa nu ngagambarkeun foton kauninga. 3. modul TCSPC ukuran bédana waktu antara sinyal pemicu sarta unggal foton kauninga. 4. Saatos sababaraha puteran pemicu, histogram waktos deteksi diadegkeun. 5. Histogram bisa ngarekonstruksikeun bentuk gelombang sinyal aslina. Sacara matematis, bisa ditingalikeun yen probabiliti ngadeteksi foton dina waktu nu tangtu sabanding jeung kakuatan optik dina waktu éta. Ku alatan éta, histogram waktu deteksi akurat bisa ngagambarkeun gelombang sinyal diukur.

Kauntungan utama téknologi optik gelombang mikro kuantum
Dibandingkeun jeung sistem optik microwave tradisional, photonics gelombang mikro kuantum boga sababaraha kaunggulan konci: 1. Sensitipitas ultra-luhur: Ngadeteksi sinyal pisan lemah handap ka tingkat foton tunggal. 2. Bandwidth kanaékan: teu diwatesan ku rubakpita ti photodetector nu, ngan kapangaruhan ku jitter timing sahiji detektor foton tunggal. 3. Enhanced anti gangguan: rekonstruksi TCSPC bisa nyaring kaluar sinyal nu teu dikonci pikeun pemicu nu. 4. Handap noise: Hindarkeun noise disababkeun ku deteksi photoelectric tradisional jeung Gedekeun.