Skammtafræðiörbylgjuofntækni
Örbylgjuofn ljóstæknihefur orðið öflugt svið, sem sameinar kosti ljós- og örbylgjutækni í merkjavinnslu, samskiptum, skynjun og öðrum þáttum. Hins vegar standa hefðbundin ljóseindakerfi fyrir örbylgjuofn frammi fyrir nokkrum lykiltakmörkunum, sérstaklega hvað varðar bandbreidd og næmi. Til að sigrast á þessum áskorunum eru vísindamenn að byrja að kanna skammtaörbylgjuljóseindafræði - spennandi nýtt svið sem sameinar hugtök skammtatækni og örbylgjuljóseindafræði.
Grundvallaratriði skammta örbylgjuofntækni
Kjarni skammtaörbylgjutækninnar er að koma í stað hefðbundinnar ljóstækniljósnemiíörbylgjuljóseinda hlekkurmeð hánæmum ljósnema fyrir einn ljóseind. Þetta gerir kerfinu kleift að starfa við afar lágt ljósafl, jafnvel niður í eins ljóseind, á sama tíma og það getur hugsanlega aukið bandbreidd.
Dæmigert skammtaörbylgjuljóseindakerfi eru meðal annars: 1. Eineindagjafar (td deyfðir leysir 2.Rafsjónræn mótarifyrir kóðun örbylgjuofn/RF merki 3. Ljósmerkjavinnsla hluti4. Einstaklingsljóseindaskynjarar (td ofurleiðandi nanóvíraskynjarar) 5. Tímaháð rafeindatalning (TCSPC) rafeindatæki
Mynd 1 sýnir samanburðinn á milli hefðbundinna örbylgjuljóseindatengla og skammtaörbylgjuljóseindatengla:
Lykilmunurinn er notkun stakra ljóseindaskynjara og TCSPC eininga í stað háhraða ljósdíóða. Þetta gerir kleift að greina mjög veik merki, en vonandi ýtir bandbreiddinni út fyrir mörk hefðbundinna ljósnema.
Einstaklingsljóseindaskynjunarkerfi
Eina ljóseindaskynjunarkerfið er mjög mikilvægt fyrir skammtaörbylgjuljóseindakerfi. Vinnureglan er sem hér segir: 1. Reglubundið kveikjumerki sem er samstillt við mælda merkið er sent til TCSPC einingarinnar. 2. Eineindaskynjarinn gefur frá sér röð púlsa sem tákna ljóseindin sem greindust. 3. TCSPC einingin mælir tímamismuninn á kveikjumerkinu og hverri ljóseind sem greinist. 4. Eftir nokkrar kveikjulykkjur er súlurit greiningartíma komið á. 5. Súluritið getur endurbyggt bylgjuform upprunalega merksins.Stærðfræðilega má sýna fram á að líkurnar á að greina ljóseind á tilteknum tíma séu í réttu hlutfalli við sjónaflið á þeim tíma. Þess vegna getur súlurit greiningartímans sýnt nákvæmlega bylgjuform mælda merksins.
Helstu kostir skammtaörbylgjuofntækni
Í samanburði við hefðbundin sjónkerfi fyrir örbylgjuofn, hefur skammtaörbylgjuljóseindatækni nokkra helstu kosti: 1. Ofurmikið næmni: Greinir afar veik merki niður á eins ljóseind. 2. Bandbreiddaraukning: ekki takmörkuð af bandbreidd ljósnemarans, aðeins fyrir áhrifum af tímasetningarkippi eins ljóseindaskynjarans. 3. Aukin truflun gegn truflunum: TCSPC endurbygging getur síað út merki sem eru ekki læst við kveikjuna. 4. Minni hávaði: Forðastu hávaða sem stafar af hefðbundinni ljósauppgötvun og mögnun.
Birtingartími: 27. ágúst 2024