क्वान्टम माइक्रोवेभ अप्टिकल प्रविधि

क्वान्टममाइक्रोवेभ अप्टिकलप्रविधि
माइक्रोवेभ अप्टिकल प्रविधिसिग्नल प्रशोधन, सञ्चार, सेन्सिङ र अन्य पक्षहरूमा अप्टिकल र माइक्रोवेभ प्रविधिको फाइदाहरूलाई संयोजन गर्दै, यो एक शक्तिशाली क्षेत्र बनेको छ। यद्यपि, परम्परागत माइक्रोवेभ फोटोनिक प्रणालीहरूले केही प्रमुख सीमितताहरूको सामना गर्छन्, विशेष गरी ब्यान्डविथ र संवेदनशीलताको सन्दर्भमा। यी चुनौतीहरू पार गर्न, अनुसन्धानकर्ताहरूले क्वान्टम माइक्रोवेभ फोटोनिक्सको अन्वेषण गर्न थालेका छन् - एक रोमाञ्चक नयाँ क्षेत्र जसले क्वान्टम प्रविधिको अवधारणाहरूलाई माइक्रोवेभ फोटोनिक्ससँग जोड्दछ।

क्वान्टम माइक्रोवेभ अप्टिकल टेक्नोलोजीको आधारभूत कुराहरू
क्वान्टम माइक्रोवेभ अप्टिकल टेक्नोलोजीको मूल भनेको परम्परागत अप्टिकललाई प्रतिस्थापन गर्नु होफोटोडिटेक्टरमामाइक्रोवेभ फोटोन लिङ्कउच्च-संवेदनशीलता एकल फोटोन फोटोडिटेक्टरको साथ। यसले प्रणालीलाई अत्यन्तै कम अप्टिकल पावर स्तरहरूमा सञ्चालन गर्न अनुमति दिन्छ, एकल-फोटन स्तरसम्म पनि, जबकि सम्भावित रूपमा ब्यान्डविथ पनि बढाउँछ।
विशिष्ट क्वान्टम माइक्रोवेभ फोटोन प्रणालीहरूमा समावेश छन्: १. एकल-फोटोन स्रोतहरू (जस्तै, एटेन्युएटेड लेजरहरू २.इलेक्ट्रो-अप्टिक मोड्युलेटरमाइक्रोवेभ/आरएफ सिग्नलहरू एन्कोडिङको लागि ३. अप्टिकल सिग्नल प्रशोधन घटक ४. एकल फोटोन डिटेक्टरहरू (जस्तै सुपरकन्डक्टिङ न्यानोवायर डिटेक्टरहरू) ५. समय निर्भर एकल फोटोन गणना (TCSPC) इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू
चित्र १ ले परम्परागत माइक्रोवेभ फोटोन लिङ्कहरू र क्वान्टम माइक्रोवेभ फोटोन लिङ्कहरू बीचको तुलना देखाउँछ:

मुख्य भिन्नता भनेको उच्च-गति फोटोडायोडको सट्टा एकल फोटोन डिटेक्टरहरू र TCSPC मोड्युलहरूको प्रयोग हो। यसले अत्यन्तै कमजोर संकेतहरू पत्ता लगाउन सक्षम बनाउँछ, जबकि आशा छ कि ब्यान्डविथलाई परम्परागत फोटोडिटेक्टरहरूको सीमाभन्दा बाहिर धकेल्नेछ।

एकल फोटोन पत्ता लगाउने योजना
क्वान्टम माइक्रोवेभ फोटोन प्रणालीहरूको लागि एकल फोटोन पत्ता लगाउने योजना धेरै महत्त्वपूर्ण छ। कार्य सिद्धान्त निम्नानुसार छ: १. मापन गरिएको संकेतसँग सिङ्क्रोनाइज गरिएको आवधिक ट्रिगर सिग्नल TCSPC मोड्युलमा पठाइन्छ। २. एकल फोटोन डिटेक्टरले पत्ता लगाइएका फोटोनहरूलाई प्रतिनिधित्व गर्ने पल्सहरूको श्रृंखला आउटपुट गर्दछ। ३. TCSPC मोड्युलले ट्रिगर सिग्नल र प्रत्येक पत्ता लगाइएका फोटोन बीचको समय भिन्नता मापन गर्दछ। ४. धेरै ट्रिगर लूपहरू पछि, पत्ता लगाउने समय हिस्टोग्राम स्थापित हुन्छ। ५. हिस्टोग्रामले मूल संकेतको तरंगरूप पुनर्निर्माण गर्न सक्छ। गणितीय रूपमा, यो देखाउन सकिन्छ कि दिइएको समयमा फोटोन पत्ता लगाउने सम्भावना त्यस समयमा अप्टिकल शक्तिसँग समानुपातिक छ। त्यसकारण, पत्ता लगाउने समयको हिस्टोग्रामले मापन गरिएको संकेतको तरंगरूपलाई सही रूपमा प्रतिनिधित्व गर्न सक्छ।

क्वान्टम माइक्रोवेभ अप्टिकल प्रविधिका प्रमुख फाइदाहरू
परम्परागत माइक्रोवेभ अप्टिकल प्रणालीहरूको तुलनामा, क्वान्टम माइक्रोवेभ फोटोनिक्सका धेरै प्रमुख फाइदाहरू छन्: १. अति-उच्च संवेदनशीलता: एकल फोटोन स्तरसम्म अत्यन्त कमजोर संकेतहरू पत्ता लगाउँछ। २. ब्यान्डविथ वृद्धि: फोटोडिटेक्टरको ब्यान्डविथद्वारा सीमित छैन, केवल एकल फोटोन डिटेक्टरको समय जिटरबाट प्रभावित हुन्छ। ३. परिष्कृत एन्टी-हस्तक्षेप: TCSPC पुनर्निर्माणले ट्रिगरमा लक नभएका संकेतहरूलाई फिल्टर गर्न सक्छ। ४. कम आवाज: परम्परागत फोटोइलेक्ट्रिक पत्ता लगाउने र प्रवर्धनबाट हुने आवाजबाट बच्नुहोस्।