क्वांटम मायक्रोवेव्ह ऑप्टिकल तंत्रज्ञान

क्वांटममायक्रोवेव्ह ऑप्टिकलतंत्रज्ञान
मायक्रोवेव्ह ऑप्टिकल तंत्रज्ञानसिग्नल प्रोसेसिंग, कम्युनिकेशन, सेन्सिंग आणि इतर पैलूंमध्ये ऑप्टिकल आणि मायक्रोवेव्ह तंत्रज्ञानाचे फायदे एकत्र करून एक शक्तिशाली क्षेत्र बनले आहे. तथापि, पारंपारिक मायक्रोवेव्ह फोटोनिक प्रणालींना काही प्रमुख मर्यादांचा सामना करावा लागतो, विशेषत: बँडविड्थ आणि संवेदनशीलतेच्या बाबतीत. या आव्हानांवर मात करण्यासाठी, संशोधक क्वांटम मायक्रोवेव्ह फोटोनिक्स शोधू लागले आहेत - एक रोमांचक नवीन क्षेत्र जे क्वांटम तंत्रज्ञानाच्या संकल्पना मायक्रोवेव्ह फोटोनिक्ससह एकत्र करते.

क्वांटम मायक्रोवेव्ह ऑप्टिकल तंत्रज्ञानाची मूलभूत तत्त्वे
क्वांटम मायक्रोवेव्ह ऑप्टिकल तंत्रज्ञानाचा गाभा म्हणजे पारंपारिक ऑप्टिकल बदलणेफोटोडिटेक्टरमध्येमायक्रोवेव्ह फोटॉन लिंकउच्च-संवेदनशीलता सिंगल फोटॉन फोटोडिटेक्टरसह. हे सिस्टीमला अत्यंत कमी ऑप्टिकल पॉवर लेव्हलवर, अगदी सिंगल-फोटॉन लेव्हलपर्यंत ऑपरेट करण्यास अनुमती देते, तसेच संभाव्य बँडविड्थ देखील वाढवते.
ठराविक क्वांटम मायक्रोवेव्ह फोटॉन सिस्टीममध्ये हे समाविष्ट आहे: 1. सिंगल-फोटॉन स्रोत (उदा., कमी केलेले लेसर 2.इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटरमायक्रोवेव्ह/आरएफ सिग्नल एन्कोडिंगसाठी 3. ऑप्टिकल सिग्नल प्रोसेसिंग घटक4. सिंगल फोटॉन डिटेक्टर (उदा. सुपरकंडक्टिंग नॅनोवायर डिटेक्टर) 5. वेळ अवलंबून सिंगल फोटॉन काउंटिंग (TCSPC) इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे
आकृती 1 पारंपारिक मायक्रोवेव्ह फोटॉन लिंक्स आणि क्वांटम मायक्रोवेव्ह फोटॉन लिंक्समधील तुलना दर्शविते:

मुख्य फरक म्हणजे हाय-स्पीड फोटोडायोड्सऐवजी सिंगल फोटॉन डिटेक्टर आणि TCSPC मॉड्यूल्सचा वापर. पारंपारिक फोटोडिटेक्टर्सच्या मर्यादेपलीकडे बँडविड्थ ढकलत असताना, हे अत्यंत कमकुवत सिग्नल शोधण्यास सक्षम करते.

सिंगल फोटॉन शोध योजना
क्वांटम मायक्रोवेव्ह फोटॉन सिस्टमसाठी सिंगल फोटॉन डिटेक्शन स्कीम खूप महत्त्वाची आहे. कार्य तत्त्व खालीलप्रमाणे आहे: 1. मोजलेल्या सिग्नलसह समक्रमित नियतकालिक ट्रिगर सिग्नल TCSPC मॉड्यूलला पाठवले जाते. 2. सिंगल फोटॉन डिटेक्टर डाळींची मालिका आउटपुट करतो जे सापडलेल्या फोटॉनचे प्रतिनिधित्व करते. 3. TCSPC मॉड्यूल ट्रिगर सिग्नल आणि प्रत्येक शोधलेल्या फोटॉनमधील वेळेतील फरक मोजतो. 4. अनेक ट्रिगर लूपनंतर, शोध वेळ हिस्टोग्राम स्थापित केला जातो. 5. हिस्टोग्राम मूळ सिग्नलच्या वेव्हफॉर्मची पुनर्रचना करू शकतो. गणितीयदृष्ट्या, हे दर्शवले जाऊ शकते की दिलेल्या वेळी फोटॉन शोधण्याची संभाव्यता त्या वेळी ऑप्टिकल पॉवरच्या प्रमाणात असते. म्हणून, शोध वेळेचा हिस्टोग्राम मोजलेल्या सिग्नलच्या वेव्हफॉर्मचे अचूकपणे प्रतिनिधित्व करू शकतो.

क्वांटम मायक्रोवेव्ह ऑप्टिकल तंत्रज्ञानाचे प्रमुख फायदे
पारंपारिक मायक्रोवेव्ह ऑप्टिकल सिस्टीमच्या तुलनेत, क्वांटम मायक्रोवेव्ह फोटोनिक्सचे अनेक प्रमुख फायदे आहेत: 1. अति-उच्च संवेदनशीलता: एकल फोटॉन पातळीपर्यंत अत्यंत कमकुवत सिग्नल शोधते. 2. बँडविड्थ वाढ: फोटोडिटेक्टरच्या बँडविड्थने मर्यादित नाही, फक्त सिंगल फोटॉन डिटेक्टरच्या वेळेच्या झटक्याने प्रभावित होते. 3. वर्धित विरोधी हस्तक्षेप: TCSPC पुनर्रचना ट्रिगरला लॉक न केलेले सिग्नल फिल्टर करू शकते. 4. कमी आवाज: पारंपारिक फोटोइलेक्ट्रिक शोध आणि प्रवर्धनामुळे होणारा आवाज टाळा.