কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল প্রযুক্তি

কোয়ান্টামমাইক্রোওয়েভ অপটিক্যালপ্রযুক্তি
মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল প্রযুক্তিসিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ, যোগাযোগ, সংবেদন এবং অন্যান্য দিকগুলিতে অপটিক্যাল এবং মাইক্রোওয়েভ প্রযুক্তির সুবিধাগুলিকে একত্রিত করে একটি শক্তিশালী ক্ষেত্র হয়ে উঠেছে। তবে, প্রচলিত মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক সিস্টেমগুলি কিছু মূল সীমাবদ্ধতার মুখোমুখি হয়, বিশেষ করে ব্যান্ডউইথ এবং সংবেদনশীলতার ক্ষেত্রে। এই চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে ওঠার জন্য, গবেষকরা কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স অন্বেষণ শুরু করেছেন - একটি উত্তেজনাপূর্ণ নতুন ক্ষেত্র যা কোয়ান্টাম প্রযুক্তির ধারণাগুলিকে মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্সের সাথে একত্রিত করে।

কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল প্রযুক্তির মৌলিক বিষয়গুলি
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল প্রযুক্তির মূল কথা হলো ঐতিহ্যবাহী অপটিক্যাল প্রযুক্তি প্রতিস্থাপন করাফটোডিটেক্টরমধ্যেমাইক্রোওয়েভ ফোটন লিঙ্কএকটি উচ্চ-সংবেদনশীলতা একক ফোটন ফটোডিটেক্টর সহ। এটি সিস্টেমটিকে অত্যন্ত কম অপটিক্যাল পাওয়ার স্তরে কাজ করতে দেয়, এমনকি একক-ফোটন স্তর পর্যন্তও, একই সাথে সম্ভাব্যভাবে ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধি করে।
সাধারণ কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটন সিস্টেমের মধ্যে রয়েছে: 1. একক-ফোটন উৎস (যেমন, অ্যাটেনুয়েটেড লেজার 2.)ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরমাইক্রোওয়েভ/আরএফ সংকেত এনকোড করার জন্য ৩. অপটিক্যাল সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ উপাদান ৪. একক ফোটন ডিটেক্টর (যেমন সুপারকন্ডাক্টিং ন্যানোওয়্যার ডিটেক্টর) ৫. সময় নির্ভর একক ফোটন কাউন্টিং (টিসিএসপিসি) ইলেকট্রনিক ডিভাইস
চিত্র ১-এ ঐতিহ্যবাহী মাইক্রোওয়েভ ফোটন লিঙ্ক এবং কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটন লিঙ্কের মধ্যে তুলনা দেখানো হয়েছে:

মূল পার্থক্য হল উচ্চ-গতির ফটোডায়োডের পরিবর্তে একক ফোটন ডিটেক্টর এবং TCSPC মডিউল ব্যবহার করা। এটি অত্যন্ত দুর্বল সংকেত সনাক্তকরণ সক্ষম করে, আশা করা যায় যে ব্যান্ডউইথকে ঐতিহ্যবাহী ফটোডিটেক্টরের সীমা ছাড়িয়ে যাবে।

একক ফোটন সনাক্তকরণ প্রকল্প
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটন সিস্টেমের জন্য একক ফোটন সনাক্তকরণ স্কিম খুবই গুরুত্বপূর্ণ। এর কার্যনীতি নিম্নরূপ: ১. পরিমাপিত সংকেতের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করা পর্যায়ক্রমিক ট্রিগার সংকেতটি TCSPC মডিউলে পাঠানো হয়। ২. একক ফোটন সনাক্তকারী একাধিক পালস আউটপুট করে যা সনাক্তকৃত ফোটনের প্রতিনিধিত্ব করে। ৩. TCSPC মডিউলটি ট্রিগার সংকেত এবং প্রতিটি সনাক্তকৃত ফোটনের মধ্যে সময়ের পার্থক্য পরিমাপ করে। ৪. বেশ কয়েকটি ট্রিগার লুপের পরে, সনাক্তকরণ সময়ের হিস্টোগ্রাম প্রতিষ্ঠিত হয়। ৫. হিস্টোগ্রামটি মূল সংকেতের তরঙ্গরূপ পুনর্গঠন করতে পারে। গাণিতিকভাবে, এটি দেখানো যেতে পারে যে একটি নির্দিষ্ট সময়ে একটি ফোটন সনাক্ত করার সম্ভাবনা সেই সময়ের অপটিক্যাল শক্তির সমানুপাতিক। অতএব, সনাক্তকরণ সময়ের হিস্টোগ্রাম পরিমাপকৃত সংকেতের তরঙ্গরূপ সঠিকভাবে উপস্থাপন করতে পারে।

কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল প্রযুক্তির মূল সুবিধা
ঐতিহ্যবাহী মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল সিস্টেমের তুলনায়, কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্সের বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা রয়েছে: ১. অতি-উচ্চ সংবেদনশীলতা: একক ফোটন স্তর পর্যন্ত অত্যন্ত দুর্বল সংকেত সনাক্ত করে। ২. ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধি: ফটোডিটেক্টরের ব্যান্ডউইথ দ্বারা সীমাবদ্ধ নয়, শুধুমাত্র একক ফোটন ডিটেক্টরের টাইমিং জিটার দ্বারা প্রভাবিত হয়। ৩. উন্নত অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ: TCSPC পুনর্গঠন ট্রিগারে লক করা নেই এমন সংকেতগুলিকে ফিল্টার করতে পারে। ৪. কম শব্দ: ঐতিহ্যবাহী ফটোইলেকট্রিক সনাক্তকরণ এবং পরিবর্ধনের ফলে সৃষ্ট শব্দ এড়িয়ে চলুন।