Гомодинное обнаружение
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( март 2015 г. ) |
В электротехнике модуляция гомодинное обнаружение — это метод извлечения информации, закодированной как фазы и частоты /или осциллирующего сигнала, путем сравнения этого сигнала со стандартным колебанием, которое было бы идентично сигналу, если бы оно содержало нулевую информацию. «Гомодинный» означает одну частоту, в отличие от двух частот, используемых при гетеродинном обнаружении .
Применительно к обработке отраженного сигнала при дистанционном зондировании топографии . гомодинное обнаружение не обладает способностью гетеродинного обнаружения определять размер статического разрыва высоты между двумя местоположениями (Если между двумя точками существует путь с плавно меняющейся высотой, то гомодинное обнаружение в принципе может отслеживать фазу сигнала на пути, если выборка достаточно плотная). Гомодинное обнаружение легче применить к измерению скорости .
В оптике
[ редактировать ]В оптической гомодин интерферометрии означает , что опорное излучение (т.е. гетеродин ) получается из того же источника, что и сигнал перед процессом модуляции . Например, при измерении лазерного рассеяния лазерный луч разделяется на две части. Один из них является локальным генератором, а другой отправляется в систему для исследования. Рассеянный свет затем смешивается с гетеродином детектора. Преимущество такого устройства состоит в том, что оно нечувствительно к флуктуациям частоты лазера. Обычно рассеянный луч будет слабым, и в этом случае (почти) устойчивая составляющая выходного сигнала детектора является хорошей мерой мгновенной интенсивности гетеродина и, следовательно, может использоваться для компенсации любых флуктуаций интенсивности лазера. [1] [2] [ нужны разъяснения ] . Генерируемый токовый сигнал фотодетектора часто слишком слаб для измерения. Поэтому оно преобразуется в напряжение с помощью трансимпедансного усилителя .
Радиотехника
[ редактировать ]В радиотехнике различие заключается не в источнике гетеродина, а в используемой частоте. При гетеродинном детектировании гетеродин сдвигается по частоте, тогда как при гомодинном детектировании он имеет ту же частоту, что и детектируемое излучение. См. приемник прямого преобразования .
Приложения
[ редактировать ]Синхронные усилители представляют собой гомодинные детекторы, встроенные в измерительное оборудование или упакованные как автономное лабораторное оборудование для чувствительного обнаружения и высокоселективной фильтрации слабых или зашумленных сигналов. Гомодинное/синхронное обнаружение на протяжении десятилетий было одним из наиболее часто используемых методов обработки сигналов в широком спектре экспериментальных дисциплин.
Гомодинные и гетеродинные методы обычно используются в методах термоотражения .
При обработке сигналов в некоторых приложениях магнитно-резонансной томографии гомодинное обнаружение может иметь преимущества перед обнаружением магнитуды. Гомодинный метод может подавлять чрезмерный шум и нежелательные квадратурные компоненты (сдвиг по фазе на 90°) и обеспечивать стабильный доступ к информации, которая может быть закодирована в фазе или полярности изображений. [3]
Гомодинное обнаружение было одним из ключевых методов демонстрации квантовой запутанности. [4] . Это привело к возможности создания датчика комнатной температуры для квантовых вычислений с непрерывно изменяемой квантовой информацией . Однако проблемы включают снижение шума, увеличение пропускной способности и улучшение интеграции электронных и фотонных компонентов. [5] .
Зашифрованная может быть безопасная система связи основана на квантовом распределении ключей (QKD). Эффективной схемой приемника для реализации QKD является сбалансированное гомодинное обнаружение (BHD) с использованием положительно-отрицательного ( PIN ) диода. [2]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Чепмен, Марк (2002). «Гетеродинная и гомодинная интерферометрия» . Renishaw plc (Великобритания). Архивировано из оригинала 26 июля 2017 года . Проверено 14 февраля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Сюй, Цин (2009). Оптическое гомодинное обнаружение и применение в квантовой криптографии (PDF) (Диссертация). Париж: Télécom ParisTech . Проверено 14 февраля 2017 г.
- ^ Нолл, округ Колумбия; Нисимура, генеральный директор; Маковский, А. (1991). «Гомодинное обнаружение в магнитно-резонансной томографии». Транзакции IEEE по медицинской визуализации . 10 (2): 154–163. дои : 10.1109/42.79473 . ISSN 0278-0062 .
- ^ Мария Фува; Сунтаро Такеда; Марцин Зверц; Говард М. Уайзман; Акира Фурусава (24 марта 2015 г.). «Экспериментальное доказательство коллапса нелокальной волновой функции отдельной частицы с использованием гомодинных измерений». Природные коммуникации . 6 (6665): 6665. arXiv : 1412,7790 . Бибкод : 2015NatCo...6E6665F . дои : 10.1038/ncomms7665 . ПМИД 25801071 .
- ^ ДЖОЭЛ Ф. ТАСКЕР; ДЖОНАТАН ФРЕЙЗЕР; Джакомо Ферранти; ДЖОНАТАН МЭТЬЮС (17 мая 2024 г.). «Би-КМОП-электронная фотонная интегральная схема квантового детектора света». Наука . 10 (20). дои : 10.1126/sciadv.adk6890 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Су, Ши-Лэй; Ван, Юань; Го, Ци; Ван, Хун-Фу; Чжан, Шоу (2012). «Создание четырехфотонного кластерного состояния с запутанной поляризацией с гомодинным измерением с помощью кросс-керровской нелинейности». Китайская физика Б. 21 (4): 044205. Бибкод : 2012ЧФБ..21д4205С . дои : 10.1088/1674-1056/21/4/044205 . ISSN 1674-1056 .