क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल तकनीक

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माइक्रोवेव ऑप्टिकल प्रौद्योगिकीसिग्नल प्रोसेसिंग, संचार, संवेदन और अन्य पहलुओं में ऑप्टिकल और माइक्रोवेव तकनीक के लाभों को जोड़ते हुए एक शक्तिशाली क्षेत्र बन गया है। हालांकि, पारंपरिक माइक्रोवेव फोटोनिक सिस्टम कुछ प्रमुख सीमाओं का सामना करते हैं, विशेष रूप से बैंडविड्थ और संवेदनशीलता के संदर्भ में। इन चुनौतियों को दूर करने के लिए, शोधकर्ता क्वांटम माइक्रोवेव फोटोनिक्स का पता लगाने के लिए शुरू कर रहे हैं - एक रोमांचक नया क्षेत्र जो माइक्रोवेव फोटोनिक्स के साथ क्वांटम प्रौद्योगिकी की अवधारणाओं को जोड़ती है।

क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांत
क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल तकनीक का मूल पारंपरिक ऑप्टिकल को बदलने के लिए हैफोटोडिटेक्टरमेंमाइक्रोवेव फोटॉन लिंकएक उच्च-संवेदनशीलता एकल फोटॉन फोटोडेटेक्टर के साथ। यह सिस्टम को बेहद कम ऑप्टिकल पावर स्तरों पर संचालित करने की अनुमति देता है, यहां तक ​​कि एकल-फोटॉन स्तर तक नीचे, जबकि संभावित रूप से बैंडविड्थ भी बढ़ रहा है।
विशिष्ट क्वांटम माइक्रोवेव फोटॉन सिस्टम में शामिल हैं: 1। एकल-फोटॉन स्रोत (जैसे, लेज़र्स 2।इलेक्ट्रो-ऑप्टिक न्यूनाधिकएन्कोडिंग माइक्रोवेव/आरएफ सिग्नल 3 के लिए। ऑप्टिकल सिग्नल प्रोसेसिंग घटक 4। सिंगल फोटॉन डिटेक्टर (जैसे सुपरकंडक्टिंग नैनोवायर डिटेक्टर) 5। समय पर निर्भर एकल फोटॉन काउंटिंग (TCSPC) इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस
चित्रा 1 पारंपरिक माइक्रोवेव फोटॉन लिंक और क्वांटम माइक्रोवेव फोटॉन लिंक के बीच तुलना दिखाता है:

प्रमुख अंतर उच्च गति वाले फोटोडायोड्स के बजाय एकल फोटॉन डिटेक्टरों और टीसीएसपीसी मॉड्यूल का उपयोग है। यह बेहद कमजोर संकेतों का पता लगाने में सक्षम बनाता है, जबकि पारंपरिक फोटोडेटेक्टर्स की सीमा से परे बैंडविड्थ को धकेलने की उम्मीद है।

एकल फोटॉन पता लगाना योजना
क्वांटम माइक्रोवेव फोटॉन सिस्टम के लिए सिंगल फोटॉन डिटेक्शन स्कीम बहुत महत्वपूर्ण है। कार्य सिद्धांत इस प्रकार है: 1। मापा सिग्नल के साथ सिंक्रनाइज़्ड आवधिक ट्रिगर सिग्नल को टीसीएसपीसी मॉड्यूल को भेजा जाता है। 2। सिंगल फोटॉन डिटेक्टर दालों की एक श्रृंखला को आउटपुट करता है जो पता चला फोटॉनों का प्रतिनिधित्व करता है। 3। TCSPC मॉड्यूल ट्रिगर सिग्नल और प्रत्येक का पता चला फोटॉन के बीच समय के अंतर को मापता है। 4। कई ट्रिगर छोरों के बाद, डिटेक्शन टाइम हिस्टोग्राम स्थापित किया जाता है। 5। हिस्टोग्राम मूल सिग्नल की तरंग को फिर से संगठित कर सकता है। इसलिए, पता लगाने के समय का हिस्टोग्राम सटीक रूप से मापा सिग्नल की तरंग का प्रतिनिधित्व कर सकता है।

क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी के प्रमुख लाभ
पारंपरिक माइक्रोवेव ऑप्टिकल सिस्टम की तुलना में, क्वांटम माइक्रोवेव फोटोनिक्स के कई प्रमुख लाभ हैं: 1। अल्ट्रा-हाई सेंसिटिविटी: एकल फोटॉन स्तर तक बेहद कमजोर संकेतों का पता लगाता है। 2। बैंडविड्थ वृद्धि: फोटोडेटेक्टर के बैंडविड्थ द्वारा सीमित नहीं है, केवल एकल फोटॉन डिटेक्टर के समय घबराने से प्रभावित है। 3। बढ़ाया एंटी-इंटरफेरेंस: टीसीएसपीसी पुनर्निर्माण उन संकेतों को फ़िल्टर कर सकता है जो ट्रिगर में बंद नहीं हैं। 4। कम शोर: पारंपरिक फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन और प्रवर्धन के कारण होने वाले शोर से बचें।