کوانٹم مائکروویو آپٹیکل ٹیکنالوجی

کوانٹممائکروویو آپٹیکلٹیکنالوجی
مائکروویو آپٹیکل ٹیکنالوجیسگنل پروسیسنگ، کمیونیکیشن، سینسنگ اور دیگر پہلوؤں میں آپٹیکل اور مائکروویو ٹیکنالوجی کے فوائد کو یکجا کرتے ہوئے ایک طاقتور فیلڈ بن گیا ہے۔ تاہم، روایتی مائیکرو ویو فوٹوونک نظام کو کچھ اہم حدود کا سامنا کرنا پڑتا ہے، خاص طور پر بینڈوتھ اور حساسیت کے لحاظ سے۔ ان چیلنجوں پر قابو پانے کے لیے، محققین کوانٹم مائیکرو ویو فوٹوونکس کو تلاش کرنا شروع کر رہے ہیں - ایک دلچسپ نیا فیلڈ جو کوانٹم ٹیکنالوجی کے تصورات کو مائکروویو فوٹوونکس کے ساتھ جوڑتا ہے۔

کوانٹم مائکروویو آپٹیکل ٹیکنالوجی کے بنیادی اصول
کوانٹم مائکروویو آپٹیکل ٹیکنالوجی کا بنیادی مقصد روایتی آپٹیکل کو تبدیل کرنا ہے۔فوٹو ڈیٹیکٹرمیںمائکروویو فوٹون لنکایک اعلی حساسیت والے واحد فوٹوون فوٹو ڈیٹیکٹر کے ساتھ۔ یہ سسٹم کو انتہائی کم آپٹیکل پاور لیول پر کام کرنے کی اجازت دیتا ہے، یہاں تک کہ سنگل فوٹوون کی سطح تک، جبکہ ممکنہ طور پر بینڈوتھ میں بھی اضافہ ہوتا ہے۔
عام کوانٹم مائیکرو ویو فوٹون سسٹمز میں شامل ہیں: 1. سنگل فوٹون ذرائع (مثال کے طور پر، کم لیزرز 2.الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹرمائکروویو/RF سگنلز کو انکوڈنگ کے لیے 3. آپٹیکل سگنل پروسیسنگ جزو4۔ سنگل فوٹوون ڈٹیکٹر (مثلاً سپر کنڈکٹنگ نانوائر ڈیٹیکٹر) 5. وقت پر منحصر سنگل فوٹوون کاؤنٹنگ (TCSPC) الیکٹرانک آلات
شکل 1 روایتی مائکروویو فوٹوون لنکس اور کوانٹم مائکروویو فوٹوون لنکس کے درمیان موازنہ دکھاتا ہے:

اہم فرق تیز رفتار فوٹوڈیوڈس کے بجائے سنگل فوٹوون ڈیٹیکٹر اور TCSPC ماڈیولز کا استعمال ہے۔ یہ انتہائی کمزور سگنلز کا پتہ لگانے کے قابل بناتا ہے، جبکہ امید ہے کہ بینڈوتھ کو روایتی فوٹو ڈیٹیکٹرز کی حدود سے آگے بڑھاتا ہے۔

سنگل فوٹوون کا پتہ لگانے کی اسکیم
کوانٹم مائیکرو ویو فوٹون سسٹمز کے لیے سنگل فوٹوون کا پتہ لگانے کی اسکیم بہت اہم ہے۔ کام کرنے کا اصول مندرجہ ذیل ہے: 1. ماپا سگنل کے ساتھ مطابقت پذیر متواتر ٹرگر سگنل TCSPC ماڈیول کو بھیجا جاتا ہے۔ 2. سنگل فوٹوون ڈیٹیکٹر دالوں کی ایک سیریز کو آؤٹ پٹ کرتا ہے جو پتہ لگائے گئے فوٹون کی نمائندگی کرتا ہے۔ 3. TCSPC ماڈیول ٹرگر سگنل اور ہر ایک کا پتہ چلنے والے فوٹوون کے درمیان وقت کے فرق کی پیمائش کرتا ہے۔ 4. کئی ٹرگر لوپس کے بعد، پتہ لگانے کے وقت کا ہسٹوگرام قائم ہوتا ہے۔ 5. ہسٹوگرام اصل سگنل کی موج کو دوبارہ تشکیل دے سکتا ہے۔ ریاضی کے لحاظ سے، یہ دکھایا جا سکتا ہے کہ کسی مقررہ وقت پر فوٹوون کا پتہ لگانے کا امکان اس وقت کی نظری طاقت کے متناسب ہے۔ لہذا، پتہ لگانے کے وقت کا ہسٹوگرام درست طریقے سے پیمائش شدہ سگنل کی لہر کی نمائندگی کرسکتا ہے۔

کوانٹم مائکروویو آپٹیکل ٹیکنالوجی کے اہم فوائد
روایتی مائیکرو ویو آپٹیکل سسٹمز کے مقابلے میں، کوانٹم مائیکرو ویو فوٹوونکس کے کئی اہم فوائد ہیں: 1. انتہائی اعلیٰ حساسیت: سنگل فوٹوون کی سطح تک انتہائی کمزور سگنلز کا پتہ لگاتا ہے۔ 2. بینڈوتھ میں اضافہ: فوٹو ڈیٹیکٹر کی بینڈوتھ تک محدود نہیں، صرف سنگل فوٹوون ڈیٹیکٹر کے ٹائمنگ جٹر سے متاثر ہوتا ہے۔ 3. بہتر اینٹی مداخلت: TCSPC کی تعمیر نو ان سگنلز کو فلٹر کر سکتی ہے جو ٹرگر پر بند نہیں ہیں۔ 4. کم شور: روایتی فوٹو الیکٹرک کا پتہ لگانے اور پرورش کی وجہ سے ہونے والے شور سے بچیں۔