क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल तकनीक

मात्रामाइक्रोवेव ऑप्टिकलतकनीकी
माइक्रोवेव ऑप्टिकल तकनीकसिग्नल प्रोसेसिंग, संचार, संवेदन और अन्य पहलुओं में ऑप्टिकल और माइक्रोवेव तकनीक के लाभों को मिलाकर, यह एक शक्तिशाली क्षेत्र बन गया है। हालाँकि, पारंपरिक माइक्रोवेव फोटोनिक प्रणालियों को कुछ प्रमुख सीमाओं का सामना करना पड़ता है, खासकर बैंडविड्थ और संवेदनशीलता के संदर्भ में। इन चुनौतियों से निपटने के लिए, शोधकर्ता क्वांटम माइक्रोवेव फोटोनिक्स का अन्वेषण शुरू कर रहे हैं - एक रोमांचक नया क्षेत्र जो क्वांटम तकनीक की अवधारणाओं को माइक्रोवेव फोटोनिक्स के साथ जोड़ता है।

क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांत
क्वांटम माइक्रोवेव ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी का मूल उद्देश्य पारंपरिक ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी को प्रतिस्थापित करना है।फोटोडिटेक्टरमेंमाइक्रोवेव फोटॉन लिंकएक उच्च-संवेदनशील एकल-फ़ोटॉन फ़ोटोडिटेक्टर के साथ। यह सिस्टम को अत्यंत निम्न ऑप्टिकल पावर स्तरों पर, यहाँ तक कि एकल-फ़ोटॉन स्तर तक भी, काम करने की अनुमति देता है, और साथ ही बैंडविड्थ को भी संभावित रूप से बढ़ा देता है।
विशिष्ट क्वांटम माइक्रोवेव फोटॉन प्रणालियों में शामिल हैं: 1. एकल-फोटॉन स्रोत (जैसे, क्षीणित लेजर 2.इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरमाइक्रोवेव/आरएफ सिग्नल को कोड करने के लिए 3. ऑप्टिकल सिग्नल प्रोसेसिंग घटक 4. सिंगल फोटॉन डिटेक्टर (जैसे सुपरकंडक्टिंग नैनोवायर डिटेक्टर) 5. समय पर निर्भर सिंगल फोटॉन काउंटिंग (टीसीएसपीसी) इलेक्ट्रॉनिक उपकरण
चित्र 1 पारंपरिक माइक्रोवेव फोटॉन लिंक और क्वांटम माइक्रोवेव फोटॉन लिंक के बीच तुलना दर्शाता है:

मुख्य अंतर यह है कि इसमें उच्च गति वाले फोटोडायोड के बजाय एकल फोटॉन डिटेक्टर और टीसीएसपीसी मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है। इससे अत्यंत कमजोर संकेतों का पता लगाना संभव हो जाता है, और उम्मीद है कि बैंडविड्थ को पारंपरिक फोटोडिटेक्टरों की सीमाओं से आगे बढ़ाया जा सकेगा।

एकल फोटॉन पहचान योजना
क्वांटम माइक्रोवेव फोटॉन सिस्टम के लिए एकल फोटॉन डिटेक्शन योजना बहुत महत्वपूर्ण है। कार्य सिद्धांत इस प्रकार है: 1. मापे गए सिग्नल के साथ सिंक्रनाइज़ किया गया आवधिक ट्रिगर सिग्नल TCSPC मॉड्यूल को भेजा जाता है। 2. एकल फोटॉन डिटेक्टर पल्स की एक श्रृंखला को आउटपुट करता है जो पता लगाए गए फोटॉनों का प्रतिनिधित्व करते हैं। 3. TCSPC मॉड्यूल ट्रिगर सिग्नल और प्रत्येक पता लगाए गए फोटॉन के बीच के समय के अंतर को मापता है। 4. कई ट्रिगर लूप के बाद, पता लगाने का समय हिस्टोग्राम स्थापित होता है। 5. हिस्टोग्राम मूल सिग्नल के तरंगरूप का पुनर्निर्माण कर 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

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