ക്വാണ്ടം മൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യ

ക്വാണ്ടംമൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റിക്കൽസാങ്കേതികവിദ്യ
മൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യസിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ്, ആശയവിനിമയം, സെൻസിംഗ്, മറ്റ് വശങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ, മൈക്രോവേവ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഗുണങ്ങൾ സംയോജിപ്പിച്ച് ശക്തമായ ഒരു മേഖലയായി മാറിയിരിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, പരമ്പരാഗത മൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോണിക് സിസ്റ്റങ്ങൾ ചില പ്രധാന പരിമിതികൾ അഭിമുഖീകരിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്, സെൻസിറ്റിവിറ്റി എന്നിവയുടെ കാര്യത്തിൽ. ഈ വെല്ലുവിളികളെ മറികടക്കാൻ, ഗവേഷകർ ക്വാണ്ടം മൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോണിക്‌സ് പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങിയിരിക്കുന്നു - ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആശയങ്ങളും മൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോണിക്സും സമന്വയിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ആവേശകരമായ പുതിയ മേഖല.

ക്വാണ്ടം മൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ അടിസ്ഥാനതത്വങ്ങൾ
പരമ്പരാഗത ഒപ്റ്റിക്കലിനെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുക എന്നതാണ് ക്വാണ്ടം മൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ കാതൽഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർൽമൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോൺ ലിങ്ക്ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയുള്ള സിംഗിൾ ഫോട്ടോൺ ഫോട്ടോഡിറ്റക്‌ടറിനൊപ്പം. ഇത് വളരെ കുറഞ്ഞ ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ ലെവലിൽ, സിംഗിൾ-ഫോട്ടോൺ ലെവലിൽ പോലും പ്രവർത്തിക്കാൻ സിസ്റ്റത്തെ അനുവദിക്കുന്നു, അതേസമയം ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് വർദ്ധിപ്പിക്കാനും സാധ്യതയുണ്ട്.
സാധാരണ ക്വാണ്ടം മൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോൺ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: 1. സിംഗിൾ-ഫോട്ടോൺ സ്രോതസ്സുകൾ (ഉദാ, അറ്റൻവേറ്റഡ് ലേസറുകൾ 2.ഇലക്ട്രോ ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്റർമൈക്രോവേവ്/ആർഎഫ് സിഗ്നലുകൾ എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നതിന് 3. ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ് ഘടകം4. സിംഗിൾ ഫോട്ടോൺ ഡിറ്റക്ടറുകൾ (ഉദാ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് നാനോവയർ ഡിറ്റക്ടറുകൾ) 5. സമയത്തെ ആശ്രയിച്ചുള്ള സിംഗിൾ ഫോട്ടോൺ കൗണ്ടിംഗ് (TCSPC) ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ
പരമ്പരാഗത മൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോൺ ലിങ്കുകളും ക്വാണ്ടം മൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോൺ ലിങ്കുകളും തമ്മിലുള്ള താരതമ്യം ചിത്രം 1 കാണിക്കുന്നു:

ഹൈ-സ്പീഡ് ഫോട്ടോഡിയോഡുകൾക്ക് പകരം സിംഗിൾ ഫോട്ടോൺ ഡിറ്റക്ടറുകളുടെയും TCSPC മൊഡ്യൂളുകളുടെയും ഉപയോഗമാണ് പ്രധാന വ്യത്യാസം. ഇത് വളരെ ദുർബലമായ സിഗ്നലുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, അതേസമയം പരമ്പരാഗത ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ പരിധിക്കപ്പുറത്തേക്ക് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് മുന്നോട്ട് കൊണ്ടുപോകുന്നു.

സിംഗിൾ ഫോട്ടോൺ ഡിറ്റക്ഷൻ സ്കീം
ക്വാണ്ടം മൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോൺ സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് സിംഗിൾ ഫോട്ടോൺ ഡിറ്റക്ഷൻ സ്കീം വളരെ പ്രധാനമാണ്. പ്രവർത്തന തത്വം ഇപ്രകാരമാണ്: 1. അളന്ന സിഗ്നലുമായി സമന്വയിപ്പിച്ച ആനുകാലിക ട്രിഗർ സിഗ്നൽ TCSPC മൊഡ്യൂളിലേക്ക് അയയ്ക്കുന്നു. 2. സിംഗിൾ ഫോട്ടോൺ ഡിറ്റക്ടർ, കണ്ടെത്തിയ ഫോട്ടോണുകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന പൾസുകളുടെ ഒരു പരമ്പര ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യുന്നു. 3. ടിസിഎസ്പിസി മൊഡ്യൂൾ ട്രിഗർ സിഗ്നലും കണ്ടെത്തിയ ഓരോ ഫോട്ടോണും തമ്മിലുള്ള സമയ വ്യത്യാസം അളക്കുന്നു. 4. നിരവധി ട്രിഗർ ലൂപ്പുകൾക്ക് ശേഷം, കണ്ടെത്തൽ സമയ ഹിസ്റ്റോഗ്രാം സ്ഥാപിച്ചു. 5. ഹിസ്റ്റോഗ്രാമിന് യഥാർത്ഥ സിഗ്നലിൻ്റെ തരംഗരൂപം പുനർനിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി, ഒരു നിശ്ചിത സമയത്ത് ഒരു ഫോട്ടോൺ കണ്ടെത്താനുള്ള സാധ്യത ആ സമയത്തെ ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറിന് ആനുപാതികമാണെന്ന് കാണിക്കാൻ കഴിയും. അതിനാൽ, കണ്ടെത്തൽ സമയത്തിൻ്റെ ഹിസ്റ്റോഗ്രാമിന് അളന്ന സിഗ്നലിൻ്റെ തരംഗരൂപത്തെ കൃത്യമായി പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ കഴിയും.

ക്വാണ്ടം മൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ
പരമ്പരാഗത മൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ക്വാണ്ടം മൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോണിക്സിന് നിരവധി പ്രധാന ഗുണങ്ങളുണ്ട്: 1. അൾട്രാ-ഹൈ സെൻസിറ്റിവിറ്റി: സിംഗിൾ ഫോട്ടോൺ ലെവൽ വരെ വളരെ ദുർബലമായ സിഗ്നലുകൾ കണ്ടെത്തുന്നു. 2. ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് വർദ്ധനവ്: ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിൻ്റെ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല, സിംഗിൾ ഫോട്ടോൺ ഡിറ്റക്ടറിൻ്റെ ടൈമിംഗ് ജട്ടർ മാത്രമേ ബാധിക്കുകയുള്ളൂ. 3. മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ആൻ്റി-ഇടപെടൽ: ട്രിഗറിലേക്ക് ലോക്ക് ചെയ്യാത്ത സിഗ്നലുകൾ ഫിൽട്ടർ ചെയ്യാൻ TCSPC പുനർനിർമ്മാണത്തിന് കഴിയും. 4. കുറഞ്ഞ ശബ്‌ദം: പരമ്പരാഗത ഫോട്ടോ ഇലക്‌ട്രിക് കണ്ടെത്തലും ആംപ്ലിഫിക്കേഷനും മൂലമുണ്ടാകുന്ന ശബ്‌ദം ഒഴിവാക്കുക.