କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା
ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାସିଗନାଲ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ, ଯୋଗାଯୋଗ, ସେନ୍ସିଂ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଦିଗଗୁଡ଼ିକରେ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଏବଂ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ସୁବିଧାକୁ ମିଶ୍ରଣ କରି ଏକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ କ୍ଷେତ୍ର ପାଲଟିଛି। ତଥାପି, ପାରମ୍ପରିକ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଫଟୋନିକ୍ ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକ କିଛି ପ୍ରମୁଖ ସୀମାବଦ୍ଧତାର ସମ୍ମୁଖୀନ ହୁଏ, ବିଶେଷକରି ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଏବଂ ସମ୍ବେଦନଶୀଳତା ଦୃଷ୍ଟିରୁ। ଏହି ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକୁ ଦୂର କରିବା ପାଇଁ, ଗବେଷକମାନେ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଫଟୋନିକ୍ସ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରିବା ଆରମ୍ଭ କରିଛନ୍ତି - ଏକ ଆକର୍ଷଣୀୟ ନୂତନ କ୍ଷେତ୍ର ଯାହା କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ଧାରଣାକୁ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଫଟୋନିକ୍ସ ସହିତ ମିଶ୍ରଣ କରେ।
କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ
କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ମୂଳ ହେଉଛି ପାରମ୍ପରିକ ଅପ୍ଟିକାଲ୍କୁ ବଦଳାଇବାଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରରେମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଫୋଟନ୍ ଲିଙ୍କ୍ଏକ ଉଚ୍ଚ-ସମ୍ବେଦନଶୀଳତା ସିଙ୍ଗଲ୍ ଫୋଟନ୍ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ସହିତ। ଏହା ସିଷ୍ଟମକୁ ଅତ୍ୟନ୍ତ କମ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପାୱାର ସ୍ତରରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଏପରିକି ସିଙ୍ଗଲ୍-ଫୋଟନ୍ ସ୍ତର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଏବଂ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଭାବରେ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ।
ସାଧାରଣ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଫୋଟନ୍ ସିଷ୍ଟମରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ: 1. ଏକକ-ଫୋଟନ୍ ଉତ୍ସ (ଯଥା, ଆଟେନୁଏଟେଡ୍ ଲେଜର୍ 2)।ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋ-ଅପ୍ଟିକ୍ ମଡ୍ୟୁଲେଟର୍ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ / RF ସିଗନାଲଗୁଡ଼ିକୁ ଏନକୋଡିଂ କରିବା ପାଇଁ 3. ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସିଗନାଲ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ଉପାଦାନ 4. ଏକକ ଫୋଟନ୍ ଡିଟେକ୍ଟର (ଯଥା ସୁପରକଣ୍ଡକ୍ଟିଂ ନାନୋୱାୟାର ଡିଟେକ୍ଟର) 5. ସମୟ ନିର୍ଭରଶୀଳ ଏକକ ଫୋଟନ୍ କାଉଣ୍ଟିଂ (TCSPC) ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଡିଭାଇସ୍
ଚିତ୍ର ୧ ପାରମ୍ପରିକ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଫୋଟନ୍ ଲିଙ୍କ୍ ଏବଂ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଫୋଟନ୍ ଲିଙ୍କ୍ ମଧ୍ୟରେ ତୁଳନା ଦର୍ଶାଉଛି:
ମୁଖ୍ୟ ପାର୍ଥକ୍ୟ ହେଉଛି ହାଇ-ସ୍ପିଡ୍ ଫଟୋଡାୟୋଡ୍ ବଦଳରେ ସିଙ୍ଗଲ୍ ଫୋଟନ୍ ଡିଟେକ୍ଟର ଏବଂ TCSPC ମଡ୍ୟୁଲ୍ ବ୍ୟବହାର। ଏହା ଅତ୍ୟନ୍ତ ଦୁର୍ବଳ ସିଗନାଲଗୁଡ଼ିକୁ ଚିହ୍ନଟ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ, ଯେତେବେଳେ ଆଶା କରାଯାଉଛି ଯେ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ପାରମ୍ପରିକ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ସୀମା ବାହାରକୁ ଠେଲି ଦେବ।
ଏକକ ଫୋଟନ୍ ଚିହ୍ନଟ ଯୋଜନା
କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଫୋଟନ୍ ସିଷ୍ଟମ୍ ପାଇଁ ଏକକ ଫୋଟନ୍ ଚିହ୍ନଟ ଯୋଜନା ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। କାର୍ଯ୍ୟ ନୀତି ନିମ୍ନଲିଖିତ: 1. ମାପ ହୋଇଥିବା ସିଗନାଲ ସହିତ ସମନ୍ୱିତ ପର୍ଯ୍ୟାୟଗତ ଟ୍ରିଗର ସିଗନାଲ TCSPC ମଡ୍ୟୁଲ୍ କୁ ପଠାଯାଏ। 2. ଏକକ ଫୋଟନ୍ ଡିଟେକ୍ଟର ପଲ୍ସର ଏକ ଶୃଙ୍ଖଳା ବାହାର କରେ ଯାହା ଚିହ୍ନଟ ହୋଇଥିବା ଫୋଟନ୍ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ। 3. TCSPC ମଡ୍ୟୁଲ୍ ଟ୍ରିଗର ସିଗନାଲ ଏବଂ ପ୍ରତ୍ୟେକ ଚିହ୍ନଟ ହୋଇଥିବା ଫୋଟନ୍ ମଧ୍ୟରେ ସମୟ ପାର୍ଥକ୍ୟ ମାପ କରେ। 4. ଅନେକ ଟ୍ରିଗର ଲୁପ୍ ପରେ, ଚିହ୍ନଟ ସମୟ ହିଷ୍ଟୋଗ୍ରାମ ସ୍ଥାପନ ହୁଏ। 5. ହିଷ୍ଟୋଗ୍ରାମ ମୂଳ ସିଗନାଲର ତରଙ୍ଗରୂପ ପୁନଃନିର୍ମାଣ କରିପାରିବ। ଗାଣିତିକ ଭାବରେ, ଏହା ଦର୍ଶାଯାଇପାରେ ଯେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସମୟରେ ଏକ ଫୋଟନ୍ ଚିହ୍ନଟ କରିବାର ସମ୍ଭାବନା ସେହି ସମୟରେ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଶକ୍ତି ସହିତ ସମାନୁପାତିକ। ତେଣୁ, ଚିହ୍ନଟ ସମୟର ହିଷ୍ଟୋଗ୍ରାମ ମାପ ହୋଇଥିବା ସିଗନାଲର ତରଙ୍ଗରୂପକୁ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରିପାରିବ।
କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ପ୍ରମୁଖ ସୁବିଧା
ପାରମ୍ପରିକ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସିଷ୍ଟମ୍ ତୁଳନାରେ, କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଫଟୋନିକ୍ସର ଅନେକ ପ୍ରମୁଖ ସୁବିଧା ଅଛି: 1. ଅତ୍ୟଧିକ-ଉଚ୍ଚ ସମ୍ବେଦନଶୀଳତା: ଏକକ ଫୋଟନ୍ ସ୍ତର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଦୁର୍ବଳ ସିଗନାଲଗୁଡ଼ିକୁ ଚିହ୍ନଟ କରେ। 2. ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡ୍ଥ ବୃଦ୍ଧି: ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡ୍ଥ ଦ୍ୱାରା ସୀମିତ ନୁହେଁ, କେବଳ ଏକକ ଫୋଟନ୍ ଡିଟେକ୍ଟରର ସମୟ ଜିଟର ଦ୍ୱାରା ପ୍ରଭାବିତ। 3. ଉନ୍ନତ ହସ୍ତକ୍ଷେପ-ବିରୋଧୀ: TCSPC ପୁନଃନିର୍ମାଣ ଟ୍ରିଗରରେ ଲକ୍ ହୋଇନଥିବା ସିଗନାଲଗୁଡ଼ିକୁ ଫିଲ୍ଟର କରିପାରିବ। 4. କମ୍ ଶବ୍ଦ: ପାରମ୍ପରିକ ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଚିହ୍ନଟ ଏବଂ ପ୍ରଶସ୍ତିକରଣ ଦ୍ୱାରା ହେଉଥିବା ଶବ୍ଦକୁ ଏଡାନ୍ତୁ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଅଗଷ୍ଟ-୨୭-୨୦୨୪