양자 마이크로파 광학 기술

양자마이크로파 광학기술
마이크로파 광학 기술신호 처리, 통신, 감지 및 기타 측면에서 광학 및 전자 레인지 기술의 장점을 결합한 강력한 분야가되었습니다. 그러나 기존의 마이크로파 광자 시스템은 특히 대역폭과 감도 측면에서 몇 가지 주요 제한 사항에 직면 해 있습니다. 이러한 과제를 극복하기 위해 연구원들은 양자 전자 레인지 광자를 탐색하기 시작했습니다. 이는 양자 기술의 개념을 전자 레인지 광자와 결합하는 흥미 진진한 새로운 분야입니다.

양자 마이크로파 광학 기술의 기초
양자 마이크로파 광학 기술의 핵심은 전통적인 광학을 대체하는 것입니다.광 검출기에서마이크로파 광자 링크고감도 단일 광자 광 검출기. 이를 통해 시스템은 단일 광자 수준까지 매우 낮은 광 전력 레벨에서 작동하는 동시에 대역폭을 증가시킬 수 있습니다.
전형적인 양자 마이크로파 광자 시스템은 다음을 포함합니다. 1. 단일 광자 소스 (예 : 감쇠 레이저 2.전기 광학 변조기전자 레인지/RF 신호 인코딩의 경우 3. 광학 신호 처리 구성 요소 4. 단일 광자 검출기 (예 : 초전도 나노 와이어 감지기) 5. 시간 종속 단일 광자 계산 (TCSPC) 전자 장치
그림 1은 전통적인 마이크로파 광자 링크와 양자 마이크로파 광자 링크의 비교를 보여줍니다.

주요 차이점은 고속 포토 다이오드 대신 단일 광자 검출기 및 TCSPC 모듈을 사용하는 것입니다. 이를 통해 매우 약한 신호를 감지 할 수 있으며, 전통적인 광 검출기의 한계를 넘어 대역폭을 밀어 붙일 수 있습니다.

단일 광자 감지 방식
단일 광자 감지 방식은 양자 마이크로파 광자 시스템에 매우 중요합니다. 작동 원리는 다음과 같습니다. 1. 측정 된 신호와 동기화 된주기 트리거 신호는 TCSPC 모듈로 전송됩니다. 2. 단일 광자 검출기는 감지 된 광자를 나타내는 일련의 펄스를 출력합니다. 3. TCSPC 모듈은 트리거 신호와 각각의 검출 된 광자 사이의 시차를 측정합니다. 4. 여러 번의 트리거 루프 후, 감지 시간 히스토그램이 확립된다. 5. 히스토그램은 원래 신호의 파형을 재구성 할 수 있습니다. 따라서, 검출 시간의 히스토그램은 측정 된 신호의 파형을 정확하게 나타낼 수있다.

양자 마이크로파 광학 기술의 주요 장점
전통적인 마이크로파 광학 시스템과 비교할 때, 양자 마이크로파 광자는 몇 가지 주요 장점이 있습니다. 1. 초고 감도 : 단일 광자 수준까지 신호가 매우 약한 신호를 감지합니다. 2. 대역폭 증가 : 광 검출기의 대역폭에 의해 제한되지 않으며, 단일 광자 검출기의 타이밍 지터에 의해서만 영향을받습니다. 3. 향상된 반환 : TCSPC 재구성은 트리거에 고정되지 않은 신호를 필터링 할 수 있습니다. 4. 낮은 소음 : 전통적인 광전 감지 및 증폭으로 인한 소음을 피하십시오.