Quantenmikrowelle optischTechnologie
Mikrowelle optische Technologieist zu einem leistungsstarken Bereich geworden, das die Vorteile der optischen und mikrowellen -Technologie in der Signalverarbeitung, Kommunikation, Erfindung und anderen Aspekten kombiniert. Herkömmliche photonische Mikrowellen -Systeme sind jedoch vor einigen wichtigen Einschränkungen ausgesetzt, insbesondere in Bezug auf Bandbreite und Empfindlichkeit. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, beginnen die Forscher mit der Erforschung der Quantenmikrowellenphotonik - ein aufregendes neues Feld, das die Konzepte der Quantentechnologie mit der Mikrowellenphotonik kombiniert.
Grundlagen der quantenmikrowellen optischen Technologie
Der Kern der quantenmikrowellenoptischen Technologie besteht darin, die traditionelle optische Ersetzung zu ersetzenFotodetektorimMikrowelle Photon Linkmit einem hochempfindlichen Einzelphoton-Fotodetektor. Dies ermöglicht es dem System, mit extrem niedrigen optischen Leistungsstufen zu arbeiten, sogar bis zum Einzelphotonenpegel und gleichzeitig die Bandbreite.
Typische Quantenmikrowellen-Photonensysteme umfassen: 1. Ein-Photonen-Quellen (z. B. abgeschwächte Laser 2.Elektrooptischer ModulatorFür die Codierung von Mikrowellen-/HF -Signalen 3. optische Signalverarbeitungskomponente4. Einzelphotonen -Detektoren (z.
Abbildung 1 zeigt den Vergleich zwischen herkömmlichen Mikrowellen -Photonenverbindungen und Quantenmikrowellen -Photon -Links:
Der Schlüsselunterschied ist die Verwendung von Einzelphotonen-Detektoren und TCSPC-Modulen anstelle von Hochgeschwindigkeitsfotodiden. Dies ermöglicht die Erkennung extrem schwacher Signale, während sie hoffentlich die Bandbreite über die Grenzen traditioneller Fotodetektoren hinausschieben.
Einzelphotonenerkennungsschema
Das einzelne Photonenerkennungsschema ist für Quantenmikrowellen -Photonensysteme sehr wichtig. Das Arbeitsprinzip lautet wie folgt: 1. Das mit dem gemessene Signal synchronisierte periodische Triggersignal wird an das TCSPC -Modul gesendet. 2. Der einzelne Photonendetektor gibt eine Reihe von Impulsen aus, die die erkannten Photonen darstellen. 3. Das TCSPC -Modul misst die Zeitdifferenz zwischen dem Triggersignal und jedem erkannten Photon. 4. Nach mehreren Triggerschleifen wird das Erkennungszeithistogramm festgelegt. 5. Das Histogramm kann die Wellenform des ursprünglichen Signals rekonstruieren. Mathematisch kann gezeigt werden, dass die Wahrscheinlichkeit, ein Photon zu einem bestimmten Zeitpunkt zu erfassen, proportional zur optischen Leistung zu diesem Zeitpunkt ist. Daher kann das Histogramm der Nachweiszeit die Wellenform des gemessenen Signals genau darstellen.
Wichtige Vorteile der quantenmikrowellen optischen Technologie
Im Vergleich zu herkömmlichen mikrowellenoptischen Systemen hat die Quantenmikrowellenphotonik mehrere wichtige Vorteile: 1. Ultrahohe Empfindlichkeit: Erkennt extrem schwache Signale bis zum Einzelphotonenspiegel. 2. Erhöhung der Bandbreite: Nicht begrenzt durch die Bandbreite des Fotodetektors, nur vom zeitlichen Jitter des einzelnen Photonendetektors betroffen. 3.. Verbesserte Anti-Interferenz: TCSPC-Rekonstruktion kann Signale herausfiltern, die nicht auf den Auslöser gesperrt sind. 4. Niedrigere Rauschen: Vermeiden Sie das Rauschen, das durch herkömmliche photoelektrische Erkennung und Verstärkung verursacht wird.
Postzeit: Aug-27-2024