क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल तकनीक

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माइक्रोवेव ऑप्टिकल तकनीकसिग्नल प्रोसेसिंग, संचार, सेंसिंग और अन्य पहलुओं में ऑप्टिकल और माइक्रोवेव प्रौद्योगिकी के लाभों को मिलाकर एक शक्तिशाली क्षेत्र बन गया है। हालाँकि, पारंपरिक माइक्रोवेव फोटोनिक सिस्टम को कुछ प्रमुख सीमाओं का सामना करना पड़ता है, खासकर बैंडविड्थ और संवेदनशीलता के संदर्भ में। इन चुनौतियों से पार पाने के लिए, शोधकर्ता क्वांटम माइक्रोवेव फोटोनिक्स का पता लगाना शुरू कर रहे हैं - एक रोमांचक नया क्षेत्र जो क्वांटम प्रौद्योगिकी की अवधारणाओं को माइक्रोवेव फोटोनिक्स के साथ जोड़ता है।

क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांत
क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल तकनीक का मूल पारंपरिक ऑप्टिकल को प्रतिस्थापित करना हैफोटोडिटेक्टरमेंमाइक्रोवेव फोटॉन लिंकउच्च-संवेदनशीलता एकल फोटॉन फोटोडिटेक्टर के साथ। यह सिस्टम को बेहद कम ऑप्टिकल पावर स्तर पर, यहां तक ​​कि एकल-फोटॉन स्तर तक भी संचालित करने की अनुमति देता है, जबकि संभावित रूप से बैंडविड्थ भी बढ़ाता है।
विशिष्ट क्वांटम माइक्रोवेव फोटॉन सिस्टम में शामिल हैं: 1. एकल-फोटॉन स्रोत (उदाहरण के लिए, क्षीण लेजर 2.इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरमाइक्रोवेव/आरएफ सिग्नलों को एन्कोड करने के लिए 3. ऑप्टिकल सिग्नल प्रोसेसिंग घटक4। एकल फोटॉन डिटेक्टर (उदाहरण के लिए सुपरकंडक्टिंग नैनोवायर डिटेक्टर) 5. समय पर निर्भर एकल फोटॉन गणना (टीसीएसपीसी) इलेक्ट्रॉनिक उपकरण
चित्र 1 पारंपरिक माइक्रोवेव फोटॉन लिंक और क्वांटम माइक्रोवेव फोटॉन लिंक के बीच तुलना दिखाता है:

मुख्य अंतर हाई-स्पीड फोटोडायोड के बजाय एकल फोटॉन डिटेक्टरों और टीसीएसपीसी मॉड्यूल का उपयोग है। यह बेहद कमजोर संकेतों का पता लगाने में सक्षम बनाता है, जबकि उम्मीद है कि बैंडविड्थ को पारंपरिक फोटोडिटेक्टरों की सीमा से परे धकेल दिया जाएगा।

एकल फोटॉन पहचान योजना
क्वांटम माइक्रोवेव फोटॉन सिस्टम के लिए एकल फोटॉन डिटेक्शन योजना बहुत महत्वपूर्ण है। कार्य सिद्धांत इस प्रकार है: 1. मापा सिग्नल के साथ सिंक्रनाइज़ किया गया आवधिक ट्रिगर सिग्नल टीसीएसपीसी मॉड्यूल को भेजा जाता है। 2. एकल फोटॉन डिटेक्टर दालों की एक श्रृंखला को आउटपुट करता है जो पता लगाए गए फोटॉन का प्रतिनिधित्व करता है। 3. टीसीएसपीसी मॉड्यूल ट्रिगर सिग्नल और प्रत्येक ज्ञात फोटॉन के बीच समय के अंतर को मापता है। 4. कई ट्रिगर लूप के बाद, डिटेक्शन टाइम हिस्टोग्राम स्थापित होता है। 5. हिस्टोग्राम मूल सिग्नल के तरंगरूप को फिर से बना सकता है। गणितीय रूप से, यह दिखाया जा सकता है कि किसी निश्चित समय पर फोटॉन का पता लगाने की संभावना उस समय की ऑप्टिकल शक्ति के समानुपाती होती है। इसलिए, पता लगाने के समय का हिस्टोग्राम मापा सिग्नल के तरंग रूप का सटीक प्रतिनिधित्व कर सकता है।

क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी के प्रमुख लाभ
पारंपरिक माइक्रोवेव ऑप्टिकल सिस्टम की तुलना में, क्वांटम माइक्रोवेव फोटोनिक्स के कई प्रमुख फायदे हैं: 1. अल्ट्रा-उच्च संवेदनशीलता: एकल फोटॉन स्तर तक बेहद कमजोर संकेतों का पता लगाता है। 2. बैंडविड्थ वृद्धि: फोटोडिटेक्टर की बैंडविड्थ द्वारा सीमित नहीं, केवल एकल फोटॉन डिटेक्टर के टाइमिंग जिटर से प्रभावित होती है। 3. उन्नत विरोधी हस्तक्षेप: टीसीएसपीसी पुनर्निर्माण उन संकेतों को फ़िल्टर कर सकता है जो ट्रिगर पर लॉक नहीं हैं। 4. कम शोर: पारंपरिक फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन और प्रवर्धन के कारण होने वाले शोर से बचें।