КвантовМикровълнова оптичнаТехнология
Микровълнова оптична технологиясе превърна в мощно поле, съчетавайки предимствата на оптичната и микровълновата технология в обработката на сигнала, комуникацията, сензорната и други аспекти. Въпреки това, конвенционалните микровълнови фотонни системи са изправени пред някои ключови ограничения, особено по отношение на честотната лента и чувствителността. За да преодолеят тези предизвикателства, изследователите започват да изследват квантовата микровълнова фотоника - ново вълнуващо поле, което съчетава концепциите за квантовата технология с микровълновата фотоника.
Основи на квантовата микровълнова оптична технология
Ядрото на квантовата микровълнова оптична технология е да се замени традиционната оптичнаФототекторвМикровълнова фотонна връзкас високочувствителност с един фотодетектор с един чувствителност. Това позволява на системата да работи при изключително ниски нива на оптична мощност, дори до нивото на еднофотон, като същевременно потенциално увеличава честотната лента.
Типичните квантови микровълнови фотонни системи включват: 1. Източници с еднофотон (напр. Атенюирани лазери 2.Електрооптичен модулаторЗа кодиране на микровълнови/RF сигнали 3. Компонент за обработка на оптичен сигнал4. Електронни устройства за еднократно преброяване на Nanowire) 5. Електронни устройства за еднократно преброяване на Nanowire) 5. Електронни устройства за еднократно преброяване (TCSPC)
Фигура 1 показва сравнението между традиционните микровълнови фотонни връзки и квантовите микровълнови фотонни връзки:
Ключовата разлика е използването на единични фотонни детектори и TCSPC модули вместо високоскоростни фотодиоди. Това дава възможност за откриване на изключително слаби сигнали, докато се надяваме да избута честотната лента отвъд границите на традиционните фотодетектори.
Схема за откриване на единична фотона
Схемата за откриване на единични фотони е много важна за квантовите микровълнови фотонови системи. Принципът на работа е следният: 1. Периодичният задействащ сигнал, синхронизиран с измерения сигнал, се изпраща към TCSPC модула. 2. Единичният фотонен детектор извежда серия от импулси, които представляват откритите фотони. 3. TCSPC модулът измерва разликата във времето между задействащия сигнал и всеки открит фотон. 4. След няколко спусъчни бримки се установява хистограмата на времето за откриване. 5. Хистограмата може да реконструира формата на вълната на оригиналния сигнал. Въпроси може да се покаже, че вероятността за откриване на фотон в даден момент е пропорционална на оптичната мощност по това време. Следователно, хистограмата на времето за откриване може точно да представи формата на вълната на измерения сигнал.
Основни предимства на квантовата микровълнова оптична технология
В сравнение с традиционните микровълнови оптични системи, квантовата микровълнова фотоника има няколко ключови предимства: 1. Ултра-висока чувствителност: открива изключително слаби сигнали до нивото на един фототон. 2. Увеличаване на честотната лента: Не се ограничава от честотната лента на фотодетектора, засегнато само от трептенето на времето на един -единствен фотонен детектор. 3. Подобрена антиинтерференция: Реконструкцията на TCSPC може да филтрира сигнали, които не са заключени към спусъка. 4. По -нисък шум: Избягвайте шума, причинен от традиционното фотоелектрично откриване и усилване.
Време за публикация: 27-2024 август