Tecnulugia ottica quantistica à microonde

Quantumotticu à microondetecnulugia
Tecnulugia ottica à microondehè diventatu un campu putente, cumminendu i vantaghji di a tecnulugia ottica è microwave in u processu di signale, a cumunicazione, a sensazione è altri aspetti. Tuttavia, i sistemi fotonici di microonde convenzionali affrontanu alcune limitazioni chjave, in particulare in termini di larghezza di banda è sensibilità. Per superà queste sfide, i circadori cumincianu à spiegà a fotonica quantistica di microonde - un novu campu eccitante chì combina i cuncetti di tecnulugia quantistica cù a fotonica di microonde.

Fundamenti di a tecnulugia otticu quantum microwave
U core di a tecnulugia otticu quantum microwave hè di rimpiazzà l'otticu tradiziunalefotodetettorein uligame di fotoni microondecù un fotodetettore di fotoni unicu d'alta sensibilità. Questu permette à u sistema di operare à livelli di putenza ottica estremamente bassu, ancu finu à u livellu di un fotonu unicu, mentre chì ancu potenzialmente aumentendu a larghezza di banda.
I sistemi tipici di fotoni quantistici di microonde includenu: 1. Fonti di fotoni unicu (per esempiu, laser attenuati 2.Modulatore elettro-otticuper codificà i signali microwave / RF 3. Cumpunente di trasfurmazioni di signali otticu4. Detettori di fotoni unichi (per esempiu, detettori di nanofili superconduttivi) 5. Dispositivi elettronici di cunti di fotoni unichi dipendenu da u tempu (TCSPC)
A Figura 1 mostra u paragone trà i ligami di fotoni di microonde tradiziunali è ligami di fotoni di microonde quantum:

A diferenza chjave hè l'usu di detectori di fotoni unichi è moduli TCSPC invece di fotodiodi d'alta veloce. Questu permette a rilevazione di segnali estremamente debuli, mentre chì sperendu spinghje a larghezza di banda oltre i limiti di i fotodetettori tradiziunali.

Schema di rilevazione di fotoni unichi
U schema di rilevazione di fotoni unicu hè assai impurtante per i sistemi di fotoni quantum microwave. U principiu di travagliu hè u seguitu: 1. U signale di trigger periodicu sincronizatu cù u signale misuratu hè mandatu à u modulu TCSPC. 2. U detector di fotoni unicu emette una seria di impulsi chì rapprisentanu i fotoni rilevati. 3. U modulu TCSPC misura a diffarenza di u tempu trà u signale di trigger è ogni fotonu rilevatu. 4. Dopu à parechji loops trigger, l'histogramma di u tempu di deteczione hè stabilitu. 5. L'istogramma pò ricustruisce a forma d'onda di u signalu uriginale. Matematicamente, pò esse dimustratu chì a probabilità di detectà un fotònu à un tempu determinatu hè proporzionale à u putere otticu in quellu tempu. Dunque, l'istogramma di u tempu di rilevazione pò rapprisintà accuratamente a forma d'onda di u signale misuratu.

Vantaghji chjave di a tecnulugia ottica quantum microwave
Paragunatu à i sistemi ottichi tradiziunali di microonde, a fotonica quantistica di microonde hà parechji vantaghji chjave: 1. Sensibilità ultra-alta: rileva segnali estremamente debbuli finu à u nivellu di fotoni unicu. 2. Aumentu di larghezza di banda: micca limitatu da a larghezza di banda di u photodetector, solu affettatu da u timing jitter di u detector di fotoni unicu. 3. Enhanced anti-interferenza: a ricustruzzione TCSPC pò filtrà i signali chì ùn sò micca chjusi à u trigger. 4. Lower noise: Evite u rumore causatu da a deteczione fotoelettrica tradiziunale è amplificazione.