Kuatomu makirowefu ọna ẹrọ opitika

Kuatomumakirowefu opitikaọna ẹrọ
Makirowefu opitika ọna ẹrọti di aaye ti o lagbara, apapọ awọn anfani ti opitika ati imọ-ẹrọ makirowefu ni sisẹ ifihan agbara, ibaraẹnisọrọ, oye ati awọn aaye miiran. Sibẹsibẹ, awọn ọna ẹrọ photonic makirowefu mora koju diẹ ninu awọn idiwọn bọtini, pataki ni awọn ofin ti bandiwidi ati ifamọ. Lati bori awọn italaya wọnyi, awọn oniwadi n bẹrẹ lati ṣawari awọn photonics microwave quantum – aaye tuntun moriwu ti o dapọ awọn imọran ti imọ-ẹrọ kuatomu pẹlu awọn photonics microwave.

Awọn ipilẹ ti imọ-ẹrọ opitika makirowefu kuatomu
Pataki ti imọ-ẹrọ opitika makirowefu kuatomu ni lati rọpo opiti ibileolutayoninu awọnmakirowefu Fọto ọna asopọpẹlu oluṣafihan fọtonu kan ti o ni ifamọra giga. Eyi ngbanilaaye eto lati ṣiṣẹ ni awọn ipele agbara opitika ti o kere pupọ, paapaa si isalẹ si ipele-fọto kan, lakoko ti o tun le pọ si bandiwidi.
Aṣoju kuatomu makirowefu awọn ọna ṣiṣe photon pẹlu: 1. Awọn orisun fọto ẹyọkan (fun apẹẹrẹ, awọn lasers attenuated 2.Electro-opitiki modulatorfun fifi koodu makirowefu/RF awọn ifihan agbara 3. Optical ifihan agbara paati4. Awọn aṣawari photon ẹyọkan (fun apẹẹrẹ awọn aṣawari nanowire Superconducting) 5. Ti o gbẹkẹle akoko ti o da lori kika fọton kan (TCSPC) awọn ẹrọ itanna
Nọmba 1 ṣe afihan lafiwe laarin awọn ọna asopọ photon makirowefu ibile ati awọn ọna asopọ photon microwave quantum:

Iyatọ bọtini ni lilo awọn aṣawari photon ẹyọkan ati awọn modulu TCSPC dipo awọn photodiodes iyara-giga. Eyi ngbanilaaye wiwa awọn ifihan agbara alailagbara pupọ, lakoko ti o nireti titari bandiwidi ju awọn opin ti awọn olutọpa ibile.

Eto wiwa fotonu ẹyọkan
Eto wiwa photon ẹyọkan ṣe pataki pupọ fun awọn ọna ẹrọ photon makirowefu kuatomu. Ilana iṣiṣẹ jẹ bi atẹle: 1. Ifihan agbara igbakọọkan ti o muuṣiṣẹpọ pẹlu ifihan iwọnwọn ni a firanṣẹ si module TCSPC. 2. Awari photon ẹyọkan n ṣe agbejade lẹsẹsẹ awọn isunmi ti o duro fun awọn fọto ti a rii. 3. Module TCSPC ṣe iwọn iyatọ akoko laarin ifihan agbara okunfa ati fọtonu kọọkan ti a rii. 4. Lẹhin ọpọlọpọ awọn losiwajulosehin okunfa, akoko wiwa histogram ti wa ni idasilẹ. 5. Histogram le ṣe atunṣe fọọmu igbi ti ifihan atilẹba.Mathematiki, o le ṣe afihan pe iṣeeṣe ti wiwa photon ni akoko ti a fun ni ibamu si agbara opiti ni akoko yẹn. Nitorinaa, histogram ti akoko wiwa le ṣe afihan ni deede fọọmu igbi ti ifihan iwọn.

Awọn anfani bọtini ti imọ-ẹrọ opitika microwave quantum
Ti a ṣe afiwe si awọn ọna ẹrọ opiti makirowefu ibile, kuatomu makirowefu photonics ni awọn anfani bọtini pupọ: 1. Ifamọ-giga: Ṣe awari awọn ifihan agbara alailagbara pupọ si isalẹ si ipele photon ẹyọkan. 2. Bandiwidi ilosoke: ko ni opin nipasẹ awọn bandiwidi ti awọn photodetector, nikan ni fowo nipasẹ awọn akoko jitter ti awọn nikan photon aṣawari. 3. Imudara egboogi-kikọlu: TCSPC atunkọ le ṣe àlẹmọ awọn ifihan agbara ti ko ni titiipa si okunfa. 4. Ariwo kekere: Yẹra fun ariwo ti o ṣẹlẹ nipasẹ wiwa fọtoelectric ibile ati imudara.