QuantumOptisk mikrobølgeovnteknologi
Optisk teknologi til mikrobølgeovner blevet et magtfuldt felt, der kombinerer fordelene ved optisk og mikrobølgeteknologi inden for signalbehandling, kommunikation, sensing og andre aspekter. Konventionelle mikrobølgefotoniske systemer står imidlertid over for nogle nøglebegrænsninger, især med hensyn til båndbredde og følsomhed. For at overvinde disse udfordringer begynder forskere at udforske kvante -mikrobølgefotonik - et spændende nyt felt, der kombinerer begreberne kvanteteknologi med mikrobølgefotonik.
Fundamentals of Quantum Microwave Optical Technology
Kernen i optisk teknologi til mikrobølgeovn er at erstatte den traditionelle optiske optiskefotodetektorIMikrobølgefotonlinkmed en enkeltfotodetektor med høj følsomhed. Dette gør det muligt for systemet at fungere ved ekstremt lave optiske effektniveauer, selv ned til enkeltfotonniveauet, samtidig med at den potentielt øger båndbredden.
Typiske kvante mikrobølgefotonsystemer inkluderer: 1. enkeltfotonkilder (f.eks. Dæmpede lasere 2.Elektrooptisk modulatorTil kodning af mikrobølgeovn/RF -signaler 3. optisk signalbehandlingskomponent4. Enkelt fotondetektorer (f.eks
Figur 1 viser sammenligningen mellem traditionelle mikrobølgefotonforbindelser og kvante mikrobølgefotonforbindelser:
Den vigtigste forskel er brugen af enkeltfotondetektorer og TCSPC-moduler i stedet for højhastighedsfotodioder. Dette muliggør påvisning af ekstremt svage signaler, mens man forhåbentlig skubber båndbredden ud over grænserne for traditionelle fotodetektorer.
Enkelt fotondetektionsskema
Den enkelte fotondetektionsskema er meget vigtig for kvante mikrobølgefotonsystemer. Arbejdsprincippet er som følger: 1. Det periodiske trigger -signal synkroniseret med det målte signal sendes til TCSPC -modulet. 2.. Den enkelte fotondetektor udsender en række pulser, der repræsenterer de detekterede fotoner. 3. TCSPC -modulet måler tidsforskellen mellem triggersignalet og hver detekteret foton. 4. efter flere trigger -løkker, etableres detektionstiden histogram. 5. Histogrammet kan rekonstruere bølgeformen af det originale signal. Matematisk kan det vises, at sandsynligheden for at detektere en foton på et givet tidspunkt er proportional med den optiske kraft på det tidspunkt. Derfor kan histogrammet for detektionstiden nøjagtigt repræsentere bølgeformen af det målte signal.
De vigtigste fordele ved optisk teknologi til mikrobølgeovn
Sammenlignet med traditionelle mikrobølgeoptiske systemer har kvante mikrobølgefotonik flere vigtige fordele: 1. ultrahøj følsomhed: detekterer ekstremt svage signaler ned til det enkelte fotonniveau. 2. Båndbreddeforøgelse: Ikke begrænset af båndbredden af fotodetektoren, der kun er påvirket af timing -jitteret for den enkelte fotondetektor. 3. Forbedret anti-interferens: TCSPC-rekonstruktion kan filtrere signaler, der ikke er låst til udløseren. 4. lavere støj: Undgå støj forårsaget af traditionel fotoelektrisk detektion og amplifikation.
Posttid: Aug-27-2024