1. 简介 低噪声放大器 (LNA) 是无线通信中常用的 RF 接收器的主要模块和第一级。它常用于放大接收天线接收到的弱信号。LNA 的内部噪声极小,因此对系统噪声的影响并不大 [1]-[2]。由于 LNA 是 RF 前端接收器的主要部分,因此在设计 LNA 时应考虑低噪声系数 (NF) 和高增益等规格,以保持整体接收器 NF 较低。LNA 在通信领域有许多应用,例如无线通信、天文学应用、雷达和卫星通信、电信等。增益、噪声系数、输入回波损耗和输出回波损耗是 LNA 的基本规格。为了表示这些规格,使用放大器的 S 参数。除了这些特性之外,设计 LNA 时还需要考虑的其他一些特性包括线性度、稳定性、带宽和功率耗散。
摘要:本文介绍了一种基于二阶 delta-sigma 调制器的紧凑型低功耗 CMOS 生物电信号读出电路。该转换器使用电压控制的基于振荡器的量化器,通过单个无运算放大器的积分器和最少的模拟电路实现二阶噪声整形。已经使用 0.18 µ m CMOS 技术实现了原型,其中包括相同调制器拓扑的两种不同变体。主调制器已针对 300 Hz–6 kHz 频段的低噪声神经动作电位检测进行了优化,输入参考噪声为 5.0 µ V rms ,占地面积为 0.0045 mm 2 。另一种配置具有更大的输入级以降低低频噪声,在 1 Hz–10 kHz 频段实现 8.7 µ V rms ,占地面积为 0.006 mm 2 。调制器电压为 1.8 V,预计功耗为 3.5 µ W。
摘要 — 经典光频率梳已经彻底改变了从光谱和光钟到任意微波合成和光波通信等无数领域。利用这种成熟光学平台固有的稳健性和高维性,它们的非经典对应物,即所谓的“量子频率梳”,最近开始在光纤兼容量子信息处理 (QIP) 和量子网络中显示出巨大的潜力。本综述将介绍频率箱 QIP 的基本理论和实验,以及继续发展的机会。特别强调了最近展示的量子频率处理器 (QFP),这是一种基于电光调制和傅里叶变换脉冲整形的光子装置,能够以并行、低噪声方式实现高保真量子频率门。索引词 — 频率梳、量子计算、电光调制器、相位调制、光脉冲整形。
被电磁场捕获的电子和离子长期以来一直是重要的高精度计量仪器,最近也被提议作为量子信息处理的平台。这里我们指出,由于这些系统具有极高的荷质比以及低噪声量子读出和控制,因此它们还可用作高灵敏度的带电粒子探测器。特别是,这些系统可用于检测比典型电离尺度低许多数量级的能量沉积。为了说明,我们提出了一些粒子物理学中的应用。我们概述了一种无损飞行时间测量方法,该方法能够对缓慢移动的准直粒子进行亚 eV 能量分辨率测量。我们还表明,目前的设备可用于对环境暗物质粒子携带小电毫电荷≪ e 的模型提供具有竞争力的灵敏度。我们的计算可能还有助于表征来自带电粒子背景的量子计算机噪声。
摘要:光子学的宽带宽和光谱效率促进了长距离光波通信的空前速度。然而,在不进行光电转换的情况下高效地路由和控制光子信息仍然是一项持续的研究挑战。本文,我们展示了一种动态转换密集波分复用数据载波频率的实用方法。通过将相位调制器和脉冲整形器组合成全光频率处理器,我们实现了 N = 2 和 N = 3 个用户的系统的循环信道跳变和输入数据流的 1 对 N 广播。我们的方法不涉及光电转换,并且能够在单个平台上实现低噪声、可重构的光纤信号路由,原则上可以进行任意波长操作,为低延迟全光网络提供了新的潜力。
光学频率梳是精密计量实验必不可少的工具,其应用范围从痕量气体的远程光谱传感到光学原子钟的表征和比较,以实现精密计时,以及探索标准模型以外的物理现象。本文介绍了基于自由空间激光器和 Er/Yb 共掺杂玻璃增益介质的电信波段自锁模频率梳的架构和完整特性。该激光器为基于 Er:光纤激光器的频率梳提供了一种强大且经济高效的替代方案,同时提供与 Ti:蓝宝石激光系统类似的稳定性和噪声性能。最后,使用两个超稳定的 1157 nm 和 1070 nm 光学参考进行高稳定性频率合成,并通过将这些参考划分到微波域来产生低噪声光子微波,证明了 Er/Yb:玻璃频率梳的实用性。
摘要:使用飞秒激光研究了为 MONOLITH H2020 ERC Advanced 项目生产的第二个单片硅像素原型的时间分辨率。ASIC 包含一个间距为 100 μ m 的六边形像素矩阵,由低噪声和非常快速的 SiGe HBT 前端电子设备读出。使用厚度为 50 μ m 的外延层、电阻率为 350 Ω cm 的硅晶片来生产完全耗尽的传感器。在测试的最高前端功率密度 2.7 W/cm 2 下,发现飞秒激光脉冲的时间分辨率对于由 1200 个电子产生的信号为 45 ps,对于 11k 个电子则为 3 ps,这大约相当于最小电离粒子产生的电荷最可能值的 0.4 倍和 3.5 倍。将结果与使用同一原型获取的测试光束数据进行比较,以评估电荷收集波动产生的时间抖动。
在200-1000 nm的光谱范围内,在所有已检查的生物系统中都观察到了在200-1000 nm的频谱范围内的极低强度发射(10-10-10 3光子 /cm 2 /sec)的现象。在这里,我们报告了实验,这些实验体现了新型成像系统检测一组生理上重要方案的UPE变化的能力。我们使用EMCCD和CCD摄像机来捕获低噪声和量子效率低于90%的单个可见波长光子。我们的调查揭示了Live与死鼠的UPE之间的显着对比。在植物中,我们观察到温度和伤害的升高都会引起UPE强度的增加。此外,化学处理修饰了植物的UPE发射特性,尤其是麻醉剂(苯佐卡因)在损伤中的应用,这在测试的化合物中显示出最高的发射。因此,UPE成像提供了对动物活力的无创成像以及植物对压力的反应的可能性。
砷化甘氨酸(GAAS)是具有高饱和电子速度和高电子迁移率的III-V化合物半导体材料,其电气性能远高于硅材料,该材料已广泛用于高频设备中[5]。GAAS的HEMT正在成为RF组件的最有希望的候选者,例如下一代商业无线通信系统的低噪声或功率放大器[7]。随着新的外延技术和纳米门光刻的开发,基于20 nm GAAS的HEMT设备的最大振荡频率(F MAX)达到了1270 GHz [8]。此外,最大的可用GAAS晶圆可能高达6英寸,这可以降低设备制造成本并进一步促进基于GAA的HEMT设备的广泛使用[5]。但是,当设备应用于各种产品时,可靠性将成为必须解决的最明显问题之一。崩溃电压不仅是影响可靠性的重要因素之一,而且是设备在高功率中的应用。
摘要:我们提出了一种紧凑型光学头设计,用于使用深度频率调制干涉法 (DFMI) 进行宽范围、低噪声位移传感。轴上光束拓扑结构在准单片组件中实现,依靠立方体分束器和通过垂直表面的光束传输来保持角度对准在空气或真空中运行时恒定,这会导致产生鬼光束,从而限制相位读出线性。我们研究了将这些光束耦合到 DFMI 的非线性相位读出方案中,并对相位估计算法进行了调整以减少这种影响。这是通过平衡检测和深度频率调制干涉法中具有不同相对时间延迟的拍频信号的固有正交性的组合来实现的,这是异差、正交或同差干涉法所不具备的独特功能。
