Xitoy Fan va Texnologiya Universiteti (USTC) yangiliklari, yaqinda professor Xianghui Xue boshchiligidagi LIDAR jamoasi LIDAR kvant tizimlarini tadqiq qilishda sezilarli yutuqlarga erishdi. Jamoa birinchi marta yuqori konvertatsiya kvant interferentsiyasi printsipiga asoslangan shamol o'lchovi lidar nazariyasini ilgari surdi va ushbu nazariy yangilik asosida prototipni muvaffaqiyatli ishlab chiqdi. An'anaviy kogerent shamol o'lchash radarlari bilan solishtirganda, yangi tizim dinamik aniqlash diapazoni 0-13km/s tezlikka ega va aniqlash sezgirligi 7- barobar yaxshilanadi. Ushbu natija 2024-yil 15-avgustda ACS Photonics-da chop etildi.
"Olisni ko'rish, yaxshi ko'rish, tez o'lchash va to'g'ri o'lchash" LIDAR tomonidan ko'zlangan maqsaddir. Bir fotonli LIDAR an'anaviy LIDAR bilan solishtirganda bitta fotonli sezgirlikni aniqlashga erishadi, bu esa unumdorlikni sezilarli darajada yaxshilagan. Biroq, ko'proq kvant aniqligi o'lchash tamoyillaridan foydalanadigan kvant radar nazariyasi hali rivojlanish bosqichida. 1987-yilda ikki fotonli (HOM) interferensiyasi kashf etilganidan beri HOM interferensiyasi kvant hodisalarini klassik fizikadan ajratishda asosiy poydevorga aylandi, bu kvant tadqiqotlarining yangi davrining boshlanishini belgilab berdi. vaqt o'lchovlari va kvant holatini tahlil qilish, lekin kvant ma'lumotlarini qayta ishlashda turli xil ilovalar uchun markaziy hisoblanadi. Kvant aniqligini o'lchash nazariyasi va HOM aralashuviga asoslangan qo'llash innovatsiyasi hozirgi tadqiqot nuqtasiga aylandi.
Xianghui Xue guruhi turli yorug'lik manbalaridan mustaqil fotonlarni kvant interferensiya hodisalarini ko'rsatish uchun HOM interferensiyasi va yuqori tartibli kvantni o'chirishdan foydalanadi va bu nazariyaga asoslangan yuqori konversiya detektorlari asosida ikki fotonli interferometrik atmosfera lidar tizimini ishlab chiqadi. Ushbu yondashuv bitta fotonli sezgirlikni, yuqori kvant samaradorligini, katta aniqlash o'tkazish qobiliyatini va ko'p to'lqin uzunligini qo'llashni taklif qiladi. Kvant o'chirishni optik siqish usuli bilan birgalikda ishlatib, ushbu kvant radar tizimi 17 gigagertsli tarmoqli kengligi (13 km / s ga to'g'ri keladi) orqali MGts namuna olish tezligi bilan optik signallarni yozib olishga qodir, bu yuqori namuna olish tezligi muammosini hal qiladi. va o'ta yuqori tezlikdagi nishonlarni uzluksiz aniqlashda zaif signallarning katta ma'lumotlarni saqlash hajmi va o'nlab kilometr / sekundgacha bo'lgan o'ta yuqori tezlikdagi uzluksiz tezliklarni aniqlashni amalga oshirishga yo'l ochadi.
17 GGts dan ortiq aniqlash tarmoqli kengligi, chastotani aniqlash xatosi 60 MGts dan kam yoki unga teng (to'lqin uzunligi o'lchagich xatosi 60 MGts)
Tashqarida o'tkazilgan tajribada kvant interferensiyali radar tizimi 16 km gorizontal masofada shamol maydonini aniqlashni amalga oshirish uchun 70 mkJ energiya ishlatadi, bu esa 7-shamol maydonini aniqlash mustahkamligi R{{3} bilan aniqlash sezgirligini bir baravar oshirishga erishadi. Mavjud LiDAR tizimiga nisbatan }.997.
70 mkJ energiya yordamida 16 km masofada shamol maydonini aniqlash
Ushbu texnologiyaning asosi ikki fotonli interferentsiya fenomenidan foydalanish va kvantni o'chirish orqali shovqinni bostirish orqali signal-shovqin nisbatini yaxshilashdir. Ikki fotonli interferensiya - kvant optik hodisa bo'lib, unda ikkita foton bir-biriga aralashadi va ular bir vaqtning o'zida mavjud bo'lmaganda ham korrelyatsiya kuzatiladi. Boshqa tomondan, kvantni o'chirish kvant-mexanik jarayon bo'lib, u qo'shimcha fotonlarni manipulyatsiya qilish orqali ikki foton orasidagi kvant chalkashlik holatini yo'q qilish yoki tiklash uchun ishlatilishi mumkin.
Telemetriya texnikaning zaif signal o'lchovlari uchun katta salohiyatga ega ekanligini ko'rsatdi. Optik chastotalarni to'g'ridan-to'g'ri va izchil aniqlashning afzalliklarini birlashtirgan yangi aniqlash usuli bo'lgan chastotali diskriminatsiya qurilmasidan foydalanmasdan aniqlash mumkin. Radar tizimi optik tolali integratsiyalangan va siqilgan bo'lib, kelajakda ultra yuqori tezlikda harakatlanuvchi qattiq va yumshoq nishonlarni doimiy masofadan zondlash o'lchovlari uchun potentsial ilovalar bilan jihozlangan.
