Desarrollo de un sistema para el conteo de múltiples señales en coincidencia basado en tecnología FPGA

Abstract

La detección de señales en coincidencia desempeña un rol importante en distintas aplicaciones tecnológicas de metrología o comunicación, y en particular en el campo de la óptica cuántica. En este sentido, la detección simultánea de dos o más fotones permite explotar las características no clásicas de la luz, las cuales se manifiestan mediante correlaciones que no son posibles en una descripción clásica. Presentamos aquí el desarrollo de módulos programables, basados entecnología FPGA, que componen el sistema de detección y conteo de pulsos en coincidencias. La arquitectura implementada en una placa de desarrollo de la firma Xilinx, permite determinar cuándo dos o más pulsos coinciden dentro de una ventana temporal, cuyo ancho puede configurarse entre 1 y 255 ns para compensar posibles diferencias de camino.Como producto de las medidas de pulsos individuales y en coincidencias, se obtuvieron y compararon las estadísticas de detección con las predichas teóricamente. Adicionalmente, se emularon las señales correspondientes a diferentes fuentes de fotones a través de un divisor de haz, y se obtuvieron las estadísticas de fotodetección a partir de las cuales se determinó, para cada caso, la función de correlación de segundo orden g^(2)(τ).