Technoleg optegol microdon cwantwm

Cwantwmmicrodon optegoltechnoleg
Technoleg optegol microdonwedi dod yn faes pwerus, gan gyfuno manteision technoleg optegol a microdon mewn prosesu signalau, cyfathrebu, synhwyro ac agweddau eraill. Fodd bynnag, mae systemau ffotonig microdon confensiynol yn wynebu rhai cyfyngiadau allweddol, yn enwedig o ran lled band a sensitifrwydd. Er mwyn goresgyn yr heriau hyn, mae ymchwilwyr yn dechrau archwilio ffotonig microdon cwantwm – maes newydd cyffrous sy'n cyfuno cysyniadau technoleg cwantwm â ffotonig microdon.

Hanfodion technoleg optegol microdon cwantwm
Craidd technoleg optegol microdon cwantwm yw disodli'r optegol traddodiadolffotosynhwyryddyn ycyswllt ffoton microdongyda ffotosynhwyrydd ffoton sengl sensitifrwydd uchel. Mae hyn yn caniatáu i'r system weithredu ar lefelau pŵer optegol isel iawn, hyd yn oed i lawr i'r lefel ffoton sengl, tra hefyd o bosibl yn cynyddu lled band.
Mae systemau ffoton microdon cwantwm nodweddiadol yn cynnwys: 1. Ffynonellau un ffoton (e.e. laserau gwanedig 2.Modiwleiddiwr electro-optigar gyfer amgodio signalau microdon/RF 3. Cydran prosesu signalau optegol4. Synwyryddion ffoton sengl (e.e. synwyryddion nanowifren uwchddargludol) 5. Dyfeisiau electronig Cyfrif ffoton sengl sy'n ddibynnol ar amser (TCSPC)
Mae Ffigur 1 yn dangos y gymhariaeth rhwng cysylltiadau ffoton microdon traddodiadol a chysylltiadau ffoton microdon cwantwm:

Y gwahaniaeth allweddol yw'r defnydd o synwyryddion ffoton sengl a modiwlau TCSPC yn lle ffotodiodau cyflym. Mae hyn yn galluogi canfod signalau gwan iawn, gan, gobeithio, wthio'r lled band y tu hwnt i derfynau ffotosynhwyryddion traddodiadol.

Cynllun canfod ffoton sengl
Mae'r cynllun canfod ffoton sengl yn bwysig iawn ar gyfer systemau ffoton microdon cwantwm. Dyma'r egwyddor waith: 1. Anfonir y signal sbarduno cyfnodol sydd wedi'i gydamseru â'r signal a fesurir i'r modiwl TCSPC. 2. Mae'r synhwyrydd ffoton sengl yn allbynnu cyfres o bylsiau sy'n cynrychioli'r ffotonau a ganfuwyd. 3. Mae'r modiwl TCSPC yn mesur y gwahaniaeth amser rhwng y signal sbarduno a phob ffoton a ganfuwyd. 4. Ar ôl sawl dolen sbarduno, sefydlir yr histogram amser canfod. 5. Gall yr histogram ail-greu tonffurf y signal gwreiddiol. Yn fathemategol, gellir dangos bod y tebygolrwydd o ganfod ffoton ar amser penodol yn gymesur â'r pŵer optegol ar yr adeg honno. Felly, gall histogram yr amser canfod gynrychioli tonffurf y signal a fesurwyd yn gywir.

Manteision allweddol technoleg optegol microdon cwantwm
O'i gymharu â systemau optegol microdon traddodiadol, mae gan ffotonig microdon cwantwm sawl mantais allweddol: 1. Sensitifrwydd uwch-uchel: Yn canfod signalau gwan iawn i lawr i lefel y ffoton sengl. 2. Cynnydd lled band: heb ei gyfyngu gan led band y ffotosynhwyrydd, dim ond gan siglo amseru'r synhwyrydd ffoton sengl y mae'n cael ei effeithio. 3. Gwrth-ymyrraeth well: Gall ailadeiladu TCSPC hidlo signalau nad ydynt wedi'u cloi i'r sbardun. 4. Sŵn is: Osgowch y sŵn a achosir gan ganfod a mwyhau ffotodrydanol traddodiadol.