Քվանտային միկրոալիքային օպտիկական տեխնոլոգիա

Քվանտմիկրոալիքային օպտիկականտեխնոլոգիա
Միկրոալիքային օպտիկական տեխնոլոգիադարձել է հզոր ոլորտ՝ համատեղելով օպտիկական և միկրոալիքային տեխնոլոգիաների առավելությունները ազդանշանների մշակման, հաղորդակցության, զգայության և այլ ասպեկտներում: Այնուամենայնիվ, սովորական միկրոալիքային ֆոտոնիկ համակարգերը բախվում են որոշ հիմնական սահմանափակումների, հատկապես թողունակության և զգայունության առումով: Այս մարտահրավերները հաղթահարելու համար հետազոտողները սկսում են ուսումնասիրել քվանտային միկրոալիքային ֆոտոնիկան՝ հետաքրքիր նոր ոլորտ, որը համատեղում է քվանտային տեխնոլոգիայի հասկացությունները միկրոալիքային ֆոտոնիկայի հետ:

Քվանտային միկրոալիքային օպտիկական տեխնոլոգիայի հիմունքները
Քվանտային միկրոալիքային օպտիկական տեխնոլոգիայի հիմքը ավանդական օպտիկականին փոխարինելն էֆոտոդետեկտոր-ումմիկրոալիքային ֆոտոնային հղումբարձր զգայունությամբ մեկ ֆոտոնային ֆոտոդետեկտորով: Սա թույլ է տալիս համակարգին աշխատել չափազանց ցածր օպտիկական հզորության մակարդակներում, նույնիսկ մինչև մեկ ֆոտոն մակարդակ, միաժամանակ պոտենցիալ մեծացնելով թողունակությունը:
Տիպիկ քվանտային միկրոալիքային ֆոտոնային համակարգերը ներառում են՝ 1. Միաֆոտոն աղբյուրներ (օրինակ՝ թուլացած լազերներ,Էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորմիկրոալիքային/ՌԴ ազդանշանների կոդավորման համար 3. Օպտիկական ազդանշանի մշակման բաղադրիչ4. Մեկ ֆոտոնային դետեկտորներ (օրինակ՝ գերհաղորդչային նանոլարային դետեկտորներ) 5. Ժամանակից կախված մեկ ֆոտոնաչափ (TCSPC) էլեկտրոնային սարքեր
Նկար 1-ը ցույց է տալիս ավանդական միկրոալիքային ֆոտոնային կապերի և քվանտային միկրոալիքային ֆոտոնային կապերի համեմատությունը.

Հիմնական տարբերությունը բարձր արագությամբ ֆոտոդիոդների փոխարեն մեկ ֆոտոնային դետեկտորների և TCSPC մոդուլների օգտագործումն է: Սա թույլ է տալիս հայտնաբերել չափազանց թույլ ազդանշաններ՝ միևնույն ժամանակ, հուսով ենք, որ թողունակությունը դուրս մղի ավանդական ֆոտոդետեկտորների սահմաններից:

Մեկ ֆոտոնների հայտնաբերման սխեմա
Մեկ ֆոտոնների հայտնաբերման սխեման շատ կարևոր է քվանտային միկրոալիքային ֆոտոնային համակարգերի համար: Աշխատանքային սկզբունքը հետևյալն է. 1. Չափված ազդանշանի հետ համաժամանակացված պարբերական ձգանման ազդանշանն ուղարկվում է TCSPC մոդուլ: 2. Մեկ ֆոտոն դետեկտորը թողարկում է մի շարք իմպուլսներ, որոնք ներկայացնում են հայտնաբերված ֆոտոնները: 3. TCSPC մոդուլը չափում է ձգանման ազդանշանի և յուրաքանչյուր հայտնաբերված ֆոտոնի միջև եղած ժամանակային տարբերությունը: 4. Մի քանի ձգանման օղակներից հետո սահմանվում է հայտնաբերման ժամանակի հիստոգրամը: 5. Հիստոգրամը կարող է վերակառուցել սկզբնական ազդանշանի ալիքի ձևը: Մաթեմատիկորեն կարելի է ցույց տալ, որ տվյալ պահին ֆոտոն հայտնաբերելու հավանականությունը համաչափ է տվյալ պահին օպտիկական հզորությանը: Հետևաբար, հայտնաբերման ժամանակի հիստոգրամը կարող է ճշգրիտ ներկայացնել չափված ազդանշանի ալիքի ձևը:

Քվանտային միկրոալիքային օպտիկական տեխնոլոգիայի հիմնական առավելությունները
Ավանդական միկրոալիքային օպտիկական համակարգերի համեմատ քվանտային միկրոալիքային ֆոտոնիկան ունի մի քանի հիմնական առավելություններ. 2. Լայնության ավելացում. չի սահմանափակվում ֆոտոդետեկտորի թողունակությամբ, ազդում է միայն մեկ ֆոտոն դետեկտորի ժամանակային ցնցումից: 3. Ընդլայնված հակամիջամտություն. TCSPC-ի վերակառուցումը կարող է զտել ազդանշանները, որոնք կողպված չեն ձգանին: 4. Ավելի ցածր աղմուկ. Խուսափեք ավանդական ֆոտոէլեկտրական հայտնաբերման և ուժեղացման հետևանքով առաջացած աղմուկից: