ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

ಕ್ವಾಂಟಮ್ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ
ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಸಿಗ್ನಲ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆ, ಸಂವಹನ, ಸಂವೇದನೆ ಮತ್ತು ಇತರ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಬಲ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಕೆಲವು ಪ್ರಮುಖ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ. ಈ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದ್ದಾರೆ - ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳನ್ನು ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಒಂದು ಅತ್ಯಾಕರ್ಷಕ ಹೊಸ ಕ್ಷೇತ್ರ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮೂಲಭೂತ ಅಂಶಗಳು
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮೂಲತತ್ವವೆಂದರೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಅನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವುದುಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ರಲ್ಲಿಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟಾನ್ ಲಿಂಕ್ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯ ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ. ಇದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪವರ್ ಮಟ್ಟಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಸಿಂಗಲ್-ಫೋಟಾನ್ ಮಟ್ಟದವರೆಗೆ ಸಹ, ಹಾಗೆಯೇ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ವಿಶಿಷ್ಟ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟಾನ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಇವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ: 1. ಏಕ-ಫೋಟಾನ್ ಮೂಲಗಳು (ಉದಾ, ದುರ್ಬಲಗೊಂಡ ಲೇಸರ್‌ಗಳು 2.ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ಮೈಕ್ರೋವೇವ್/ಆರ್‌ಎಫ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಎನ್‌ಕೋಡಿಂಗ್ ಮಾಡಲು 3. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರೊಸೆಸಿಂಗ್ ಘಟಕ 4. ಏಕ ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು (ಉದಾ. ಸೂಪರ್‌ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು) 5. ಸಮಯ ಆಧಾರಿತ ಏಕ ಫೋಟಾನ್ ಎಣಿಕೆ (TCSPC) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳು
ಚಿತ್ರ 1 ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟಾನ್ ಲಿಂಕ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟಾನ್ ಲಿಂಕ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ:

ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಫೋಟೊಡಿಯೋಡ್‌ಗಳ ಬದಲಿಗೆ ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು TCSPC ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ಬಳಕೆ. ಇದು ಅತ್ಯಂತ ದುರ್ಬಲ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ ಪತ್ತೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಫೋಟೊಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಮೀರಿ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ತಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸುತ್ತೇವೆ.

ಏಕ ಫೋಟಾನ್ ಪತ್ತೆ ಯೋಜನೆ
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟಾನ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಏಕ ಫೋಟಾನ್ ಪತ್ತೆ ಯೋಜನೆ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯ. ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣಾ ತತ್ವ ಹೀಗಿದೆ: 1. ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸ್ ಮಾಡಲಾದ ಆವರ್ತಕ ಪ್ರಚೋದಕ ಸಂಕೇತವನ್ನು TCSPC ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗೆ ಕಳುಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 2. ಏಕ ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಪತ್ತೆಯಾದ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುವ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ. 3. TCSPC ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಪ್ರಚೋದಕ ಸಂಕೇತ ಮತ್ತು ಪತ್ತೆಯಾದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಫೋಟಾನ್ ನಡುವಿನ ಸಮಯದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ. 4. ಹಲವಾರು ಪ್ರಚೋದಕ ಲೂಪ್‌ಗಳ ನಂತರ, ಪತ್ತೆ ಸಮಯದ ಹಿಸ್ಟೋಗ್ರಾಮ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 5. ಹಿಸ್ಟೋಗ್ರಾಮ್ ಮೂಲ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ತರಂಗರೂಪವನ್ನು ಪುನರ್ನಿರ್ಮಿಸಬಹುದು. ಗಣಿತದ ಪ್ರಕಾರ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಸಂಭವನೀಯತೆಯು ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಶಕ್ತಿಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪತ್ತೆ ಸಮಯದ ಹಿಸ್ಟೋಗ್ರಾಮ್ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ತರಂಗರೂಪವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲಗಳು
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: 1. ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಸೆನ್ಸಿಟಿವಿಟಿ: ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಮಟ್ಟದವರೆಗೆ ಅತ್ಯಂತ ದುರ್ಬಲ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. 2. ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಹೆಚ್ಚಳ: ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿಲ್ಲ, ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನ ಟೈಮಿಂಗ್ ಜಿಟರ್‌ನಿಂದ ಮಾತ್ರ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. 3. ವರ್ಧಿತ ಆಂಟಿ-ಇಂಟರ್‌ಫರೆನ್ಸ್: TCSPC ಪುನರ್ನಿರ್ಮಾಣವು ಟ್ರಿಗ್ಗರ್‌ಗೆ ಲಾಕ್ ಆಗದ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಫಿಲ್ಟರ್ ಮಾಡಬಹುದು. 4. ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದ: ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಫೋಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪತ್ತೆ ಮತ್ತು ವರ್ಧನೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಶಬ್ದವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಿ.