Technoleg optegol microdon cwantwm

Cwantwmoptegol microdontechnoleg
Technoleg optegol microdonwedi dod yn faes pwerus, gan gyfuno manteision technoleg optegol a microdon mewn prosesu signal, 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 ffotoneg microdon cwantwm - maes newydd cyffrous sy'n cyfuno cysyniadau technoleg cwantwm â ffotoneg microdon.

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

Y gwahaniaeth allweddol yw defnyddio synwyryddion ffoton sengl a modiwlau TCSPC yn lle ffotodiodau cyflym. Mae hyn yn galluogi canfod signalau hynod o wan, tra'n gobeithio gwthio'r lled band y tu hwnt i derfynau ffotosynwyryddion traddodiadol.

Cynllun canfod ffoton sengl
Mae'r cynllun canfod ffoton sengl yn bwysig iawn ar gyfer systemau ffoton microdon cwantwm. Mae'r egwyddor weithio fel a ganlyn: 1. Mae'r signal sbardun cyfnodol wedi'i gydamseru â'r signal mesuredig yn cael ei anfon i'r modiwl TCSPC. 2. Mae'r synhwyrydd ffoton sengl yn allbynnu cyfres o gorbys sy'n cynrychioli'r ffotonau a ganfyddir. 3. Mae modiwl TCSPC yn mesur y gwahaniaeth amser rhwng y signal sbardun a phob ffoton a ganfyddir. 4. Ar ôl sawl dolen sbardun, sefydlir yr histogram amser canfod. 5. Gall yr histogram ail-greu tonffurf y signal gwreiddiol.Mathematically, gellir dangos bod y tebygolrwydd o ganfod ffoton ar amser penodol yn gymesur â'r pŵer optegol ar y pryd. Felly, gall histogram yr amser canfod gynrychioli tonffurf y signal mesuredig yn gywir.

Manteision allweddol technoleg optegol microdon cwantwm
O'i gymharu â systemau optegol microdon traddodiadol, mae gan ffotoneg microdon cwantwm nifer o fanteision allweddol: 1. Sensitifrwydd hynod uchel: Yn canfod signalau hynod wan i lawr i lefel y ffoton sengl. 2. Cynnydd lled band: heb ei gyfyngu gan lled band y ffotodetector, dim ond yn cael ei effeithio gan jitter amseriad y synhwyrydd ffoton sengl. 3. Gwell gwrth-ymyrraeth: Gall ail-greu TCSPC hidlo allan signalau nad ydynt wedi'u cloi i'r sbardun. 4. Sŵn is: Osgoi'r sŵn a achosir gan ganfod ffotodrydanol traddodiadol ac ymhelaethu.