Քվանտային միկրոալիքային օպտիկական տեխնոլոգիա

Քվանտայինմիկրոալիքային օպտիկականտեխնոլոգիա
Միկրոալիքային օպտիկական տեխնոլոգիադարձել է հզոր ոլորտ, որը համատեղում է օպտիկական և միկրոալիքային տեխնոլոգիաների առավելությունները ազդանշանների մշակման, հաղորդակցման, զգայունության և այլ ասպեկտներում: Այնուամենայնիվ, ավանդական միկրոալիքային ֆոտոնային համակարգերը բախվում են որոշ հիմնական սահմանափակումների, մասնավորապես՝ թողունակության և զգայունության առումով: Այս մարտահրավերները հաղթահարելու համար հետազոտողները սկսում են ուսումնասիրել քվանտային միկրոալիքային ֆոտոնիկան՝ մի հետաքրքիր նոր ոլորտ, որը համատեղում է քվանտային տեխնոլոգիայի հասկացությունները միկրոալիքային ֆոտոնիկայի հետ:

Քվանտային միկրոալիքային օպտիկական տեխնոլոգիայի հիմունքները
Քվանտային միկրոալիքային օպտիկական տեխնոլոգիայի միջուկը ավանդական օպտիկական տեխնոլոգիայի փոխարինումն էլուսադետեկտորմեջմիկրոալիքային ֆոտոնային կապբարձր զգայունության միաֆոտոնային լուսադետեկտորով։ Սա թույլ է տալիս համակարգին աշխատել չափազանց ցածր օպտիկական հզորության մակարդակներով, նույնիսկ մինչև միաֆոտոնային մակարդակը, միաժամանակ պոտենցիալ մեծացնելով թողունակությունը։
Քվանտային միկրոալիքային ֆոտոնային տիպիկ համակարգերը ներառում են՝ 1. Միաֆոտոնային աղբյուրներ (օրինակ՝ թուլացած լազերներ 2.Էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորմիկրոալիքային/RF ազդանշանների կոդավորման համար 3. Օպտիկական ազդանշանների մշակման բաղադրիչ 4. Միաֆոտոնային դետեկտորներ (օրինակ՝ գերհաղորդիչ նանոլարային դետեկտորներ) 5. Ժամանակից կախված միաֆոտոնային հաշվարկման (TCSPC) էլեկտրոնային սարքեր
Նկար 1-ը ցույց է տալիս ավանդական միկրոալիքային ֆոտոնային կապերի և քվանտային միկրոալիքային ֆոտոնային կապերի համեմատությունը։

Հիմնական տարբերությունը բարձր արագության ֆոտոդիոդների փոխարեն մեկ ֆոտոնային դետեկտորների և TCSPC մոդուլների օգտագործումն է։ Սա հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել չափազանց թույլ ազդանշաններ, միաժամանակ, հուսանք, թողունակությունը կբարձրացնի ավանդական ֆոտոդետեկտորների սահմաններից այն կողմ։

Միակ ֆոտոնի հայտնաբերման սխեմա
Միակ ֆոտոնի հայտնաբերման սխեման շատ կարևոր է քվանտային միկրոալիքային ֆոտոնային համակարգերի համար: Աշխատանքային սկզբունքը հետևյալն է. 1. Չափված ազդանշանի հետ համաժամեցված պարբերական ձգանման ազդանշանն ուղարկվում է TCSPC մոդուլին: 2. Միակ ֆոտոնի դետեկտորը արտածում է մի շարք իմպուլսներ, որոնք ներկայացնում են հայտնաբերված ֆոտոնները: 3. TCSPC մոդուլը չափում է ձգանման ազդանշանի և յուրաքանչյուր հայտնաբերված ֆոտոնի միջև ժամանակային տարբերությունը: 4. Մի քանի ձգանման ցիկլերից հետո ստեղծվում է հայտնաբերման ժամանակի հիստոգրամը: 5. Հիստոգրամը կարող է վերականգնել սկզբնական ազդանշանի ալիքաձևը: Մաթեմատիկորեն կարելի է ցույց տալ, որ տվյալ պահին ֆոտոն հայտնաբերելու հավանականությունը համեմատական ​​է այդ պահին օպտիկական հզորությանը: Հետևաբար, հայտնաբերման ժամանակի հիստոգրամը կարող է ճշգրիտ ներկայացնել չափված ազդանշանի ալիքաձևը:

Քվանտային միկրոալիքային օպտիկական տեխնոլոգիայի հիմնական առավելությունները
Համեմատած ավանդական միկրոալիքային օպտիկական համակարգերի հետ, քվանտային միկրոալիքային ֆոտոնիկան ունի մի քանի հիմնական առավելություններ՝ 1. Գերբարձր զգայունություն. Հայտնաբերում է չափազանց թույլ ազդանշաններ մինչև մեկ ֆոտոնային մակարդակ։ 2. Թողունակության մեծացում. չի սահմանափակվում լուսադետեկտորի թողունակությամբ, ազդում է միայն մեկ ֆոտոնային դետեկտորի ժամանակային տատանումով։ 3. Բարելավված հակախանգարում. TCSPC վերակառուցումը կարող է զտել ազդանշանները, որոնք կապված չեն ձգանին։ 4. Ավելի ցածր աղմուկ. Խուսափեք ավանդական ֆոտոէլեկտրական հայտնաբերման և ուժեղացման հետևանքով առաջացած աղմուկից։