بومی سازی آشکارساز تک‌فوتونی

پیشران اقتصاد، با ورود فناوری ارتباطات کوانتومی مبتنی بر فوتون‌های منفرد در کشور طی چند سال اخیر، نیاز به یکی از اجزای اساسی برای توسعه ایـن فناوری، یعنی آشکارسازهای تک‌فوتونی، به‌خوبی احساس شده است. گرچه کاربرد آشکارسازهای تک‌فوتونی بـه فناوری ارتباطات کوانتومی نوری محدود نمی‌شود، اما می‌توان نقطه شروع حرکت به سمت تولید تجاری ایـن نوع آشکارسازها را فناوری ارتباطات کوانتومی در ایران دانست.

شرکت دانش‌بنیان نورآبی لیزر در مرکز رشد دانشگاه شهیدبهشتی، اولین و تنها تولیدکننده آشکارساز تک‌فوتونی مبتنی بر دیودهای نوری بهمنی نیم‌رسانا در ایران است که در سال جاری موفق به تولیـد تجاری آن در دو نوع مختلف از نظر نرخ شمارش شده است.

به گفته آتوساسادات عربانیان مدیرعامل این شرکت دانش بنیان، آشکارساز تک‌فوتونی این شرکت، حاصل تقویت دیود نوری بهمنی است که در ناحیه طیفی مریی و فروسرخ نزدیک کار می‌کند.

این آشکارساز با حداکثر بازدهی ۶۵درصد در طول مـوج ۵۵۰ نانومتر، نرخ شمارش در تاریکی C/s۳۰۰ و قابلیت شمارش حداکثر ۱۰ میلیون فوتـون در ثانیه را دارد. عملکرد این آشکارساز به این صورت است که به ازای هر فوتونی که آشکار می‌شود، پالسی با عرض چندنانوثانیه در خروجی تولید می‌شود.

به گزارش معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، این فناور بیان داشت:‌ ویژگی‌های این آشکارساز به گونه‌ای است که از آن در فناوری‌های مختلفی از جمله ارتباطات کوانتـومی نوری، طیف‌سنجی تک‌مولکولی، طیف‌سنجی همبستگی فوتونی و لیدار می‌توان استفاده کرد.

وی ادامه داد: سامانه خنک‌کننده آشکارساز تک‌فوتونی، ترموالکتریکی است که دمای دیود را چند ۱۰ درجه زیر صفر ثابت نگه می‌دارد. دمای دیود و میزان شمارش در ثانیه را به کمک رایانه متصل به آشکارساز در هر لحظه می‌تـوان رصد کرد. از نظر وزن و ابعاد، آشکارساز به گونه‌ای طراحی و ساخته شده که بتوان به سادگی آن را بر روی چیدمان‌های مختلف اپتیکی به کار برد.

عربانیان افزود: در حال حاضر شرکت مشغول ساخت آشکارساز تک‌فوتون برای طول موج مخابراتی ۱۵۵۰ نانومتر است که از لحاظ فنی، چالش‌های بیشتری نسبت به نمونه مریی دارد. این شرکت دانش‌بنیان نقطه آغاز آشکارسازهای تک‌فوتونی تجاری در کشور است و این محصول فناورانه نشان‌دهنده توان محققان کشور در این زمینه است که نیازمند حمایت‌های همه‌جانبه جهـت رشد و بلوغ این فناوری است.