QuanteMikrowellenoptikTechnologie
Mikrowellenoptiktechnologieass zu engem mächtege Beräich ginn, deen d'Virdeeler vun der optescher an der Mikrowellentechnologie an der Signalveraarbechtung, der Kommunikatioun, der Detektioun an aneren Aspekter kombinéiert. Konventionell Mikrowellenphotoniksystemer stinn awer virun e puer Schlëssellimitatiounen, besonnesch wat d'Bandbreet an d'Sensibilitéit ugeet. Fir dës Erausfuerderungen ze iwwerwannen, fänken d'Fuerscher un, d'Quantemikrowellenphotonik z'entdecken - en spannend neit Feld, dat d'Konzepter vun der Quantetechnologie mat der Mikrowellenphotonik kombinéiert.
Grondlage vun der Quante-Mikrowellenoptiktechnologie
De Kär vun der Quantemikrowellenoptiktechnologie ass et, déi traditionell optesch Technologie z'ersetzenFotodetektoran derMikrowellen-Photonen-Verbindungmat engem héichempfindleche Single-Photon-Photodetektor. Dëst erlaabt dem System, bei extrem niddregen opteschen Leeschtungsniveauen ze funktionéieren, souguer bis op den Single-Photon-Niveau, wärend gläichzäiteg d'Bandbreet potenziell erhéicht gëtt.
Typesch Quante-Mikrowelle-Photonensystemer sinn ënner anerem: 1. Eenzelphotonquellen (z. B. ofgeschwächt Laseren 2.Elektro-optesche Modulator3. Komponent fir d'Kodéierung vu Mikrowellen-/HF-Signaler 4. Komponent fir d'Veraarbechtung vu Signaler op Optik 5. Eenzelphotonen-Detektoren (z.B. supraleitend Nanodrot-Detektoren) 6. Zäitofhängeg elektronesch Apparater fir d'Zielen vun Eenzelphotonen (TCSPC)
Figur 1 weist de Verglach tëscht traditionelle Mikrowellenphotonenverbindungen a Quantemikrowellenphotonenverbindungen:
Den Haaptunterschied ass d'Benotzung vun Eenzelphotondetekteren an TCSPC-Moduler amplaz vun Héichgeschwindegkeets-Photodioden. Dëst erméiglecht d'Detektioun vun extrem schwaache Signaler, wärend d'Bandbreet hoffentlech iwwer d'Grenze vun traditionelle Photodetekteren erausgedriwwe gëtt.
Schema fir d'Detektioun vun eenzelne Photonen
D'Eenzelphotonen-Detektiounsschema ass ganz wichteg fir Quante-Mikrowellen-Photonen-Systemer. De Funktionsprinzip ass wéi follegt: 1. Dat periodescht Triggersignal, dat mam gemoossene Signal synchroniséiert ass, gëtt un den TCSPC-Modul geschéckt. 2. Den Eenzelphotonen-Detektor gëtt eng Serie vun Impulser aus, déi déi detektéiert Photonen representéieren. 3. Den TCSPC-Modul moosst den Zäitënnerscheed tëscht dem Triggersignal an all detektéierte Photon. 4. No e puer Trigger-Schleifen gëtt den Detektiounszäithistogramm festgeluecht. 5. Den Histogramm kann d'Wellenform vum urspréngleche Signal rekonstruéieren. Mathematesch kann een noweisen, datt d'Wahrscheinlechkeet, e Photon zu engem bestëmmten Zäitpunkt ze detektéieren, proportional zu der optescher Leeschtung zu deem Zäitpunkt ass. Dofir kann den Histogramm vun der Detektiounszäit d'Wellenform vum gemoossene Signal genee representéieren.
Schlësselvirdeeler vun der Quantemikrowellenoptiktechnologie
Am Verglach mat traditionellen optesche Mikrowellensystemer huet d'Quantemikrowellenphotonik e puer Schlësselvirdeeler: 1. Ultrahéich Empfindlechkeet: Detektéiert extrem schwaach Signaler bis op den Niveau vun engem Eenzelphoton. 2. Bandbreeterhéijung: net limitéiert vun der Bandbreet vum Photodetektor, nëmme beaflosst vum Timing-Jitter vum Eenzelphotondetektor. 3. Verbessert Anti-Interferenz: D'TCSPC-Rekonstruktioun kann Signaler erausfilteren, déi net um Trigger gebonnen sinn. 4. Manner Rauschen: Vermeit de Rauschen, deen duerch traditionell photoelektresch Detektioun an Verstärkung verursaacht gëtt.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 27. August 2024