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

Autores
Bolaños, Matías Rubén; Boette, Alan Pablo; Videla, Fabián Alfredo; Rebón, Lorena
Año de publicación
2023
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
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 en tecnología 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 ordeng(²)(τ).
The detection of temporally coincident signals plays an important role in different technological applications for metrology and communication, and particularlly, in the area of quantum optics. In this sense, the simultaneous detection of two or more photons allows one to take advantage of the non-classical features of light that manifest themselves in certain types of correlations that cannot be described classically. We present here the development of programmable modules, by using FPGA technology, which are part of the coincident pulse detection and counting system. Our implementation, in a development board from Xilinx, allows to determine when two or more pulses overlap within atemporal window, with a configurable width in the range of 1 and 255 ns to compensate for possible path differences. We obtained the photodetection statistics result of the single and coincident pulse measurements, and compared themwith that predicted by a theoretical analysis. In addition, we have emulated the signals corresponding to different photonsources through a beam splitter, and obtained the photodetection statistics from which we determine, for each case, the second order correlation functiong(²)(τ).
Fil: Bolaños, Matías Rubén. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Centro de Investigaciones Ópticas (CIOP). Buenos Aires. Argentina
Fil: Boette, Alan Pablo. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Instituto de Física La Plata (IFLP). Buenos Aires. Argentina
Fil: Videla, Fabián Alfredo. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Centro de Investigaciones Ópticas (CIOP). Buenos Aires. Argentina
Fil: Rebón, Lorena. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Instituto de Física La Plata (IFLP). Buenos Aires. Argentina
Fuente
An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2023;01(34):27-32
Materia
FPGA
ESTADISTICA DE FOTODETECCION
MEDIDAS DE CORRELACION
FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY (FPGA)
PHOTODETECTION STATISTICS
CORRELATION MEASUREMENTS
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
Repositorio
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institución
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
OAI Identificador
afa:afa_v34_n01_p027

id BDUBAFCEN_ffe33aba285da5e130baca5991162cf7
oai_identifier_str afa:afa_v34_n01_p027
network_acronym_str BDUBAFCEN
repository_id_str 1896
network_name_str Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
spelling Desarrollo de un sistema para el conteo de múltiples señales en coincidencia basado en tecnología FPGADevelopment of an FPGA-based coincidence counting system formultiple signalsBolaños, Matías RubénBoette, Alan PabloVidela, Fabián AlfredoRebón, LorenaFPGAESTADISTICA DE FOTODETECCIONMEDIDAS DE CORRELACIONFIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY (FPGA)PHOTODETECTION STATISTICSCORRELATION MEASUREMENTSLa 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 en tecnología 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 ordeng(²)(τ).The detection of temporally coincident signals plays an important role in different technological applications for metrology and communication, and particularlly, in the area of quantum optics. In this sense, the simultaneous detection of two or more photons allows one to take advantage of the non-classical features of light that manifest themselves in certain types of correlations that cannot be described classically. We present here the development of programmable modules, by using FPGA technology, which are part of the coincident pulse detection and counting system. Our implementation, in a development board from Xilinx, allows to determine when two or more pulses overlap within atemporal window, with a configurable width in the range of 1 and 255 ns to compensate for possible path differences. We obtained the photodetection statistics result of the single and coincident pulse measurements, and compared themwith that predicted by a theoretical analysis. In addition, we have emulated the signals corresponding to different photonsources through a beam splitter, and obtained the photodetection statistics from which we determine, for each case, the second order correlation functiong(²)(τ).Fil: Bolaños, Matías Rubén. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Centro de Investigaciones Ópticas (CIOP). Buenos Aires. ArgentinaFil: Boette, Alan Pablo. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Instituto de Física La Plata (IFLP). Buenos Aires. ArgentinaFil: Videla, Fabián Alfredo. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Centro de Investigaciones Ópticas (CIOP). Buenos Aires. ArgentinaFil: Rebón, Lorena. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Instituto de Física La Plata (IFLP). Buenos Aires. ArgentinaAsociación Física Argentina2023info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/20.500.12110/afa_v34_n01_p027An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2023;01(34):27-32reponame:Biblioteca Digital (UBA-FCEN)instname:Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturalesinstacron:UBA-FCENspainfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar2025-09-29T13:40:29Zafa:afa_v34_n01_p027Institucionalhttps://digital.bl.fcen.uba.ar/Universidad públicaNo correspondehttps://digital.bl.fcen.uba.ar/cgi-bin/oaiserver.cgiana@bl.fcen.uba.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:18962025-09-29 13:40:30.287Biblioteca Digital (UBA-FCEN) - Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturalesfalse
dc.title.none.fl_str_mv Desarrollo de un sistema para el conteo de múltiples señales en coincidencia basado en tecnología FPGA
Development of an FPGA-based coincidence counting system formultiple signals
title Desarrollo de un sistema para el conteo de múltiples señales en coincidencia basado en tecnología FPGA
spellingShingle Desarrollo de un sistema para el conteo de múltiples señales en coincidencia basado en tecnología FPGA
Bolaños, Matías Rubén
FPGA
ESTADISTICA DE FOTODETECCION
MEDIDAS DE CORRELACION
FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY (FPGA)
PHOTODETECTION STATISTICS
CORRELATION MEASUREMENTS
title_short Desarrollo de un sistema para el conteo de múltiples señales en coincidencia basado en tecnología FPGA
title_full Desarrollo de un sistema para el conteo de múltiples señales en coincidencia basado en tecnología FPGA
title_fullStr Desarrollo de un sistema para el conteo de múltiples señales en coincidencia basado en tecnología FPGA
title_full_unstemmed Desarrollo de un sistema para el conteo de múltiples señales en coincidencia basado en tecnología FPGA
title_sort Desarrollo de un sistema para el conteo de múltiples señales en coincidencia basado en tecnología FPGA
dc.creator.none.fl_str_mv Bolaños, Matías Rubén
Boette, Alan Pablo
Videla, Fabián Alfredo
Rebón, Lorena
author Bolaños, Matías Rubén
author_facet Bolaños, Matías Rubén
Boette, Alan Pablo
Videla, Fabián Alfredo
Rebón, Lorena
author_role author
author2 Boette, Alan Pablo
Videla, Fabián Alfredo
Rebón, Lorena
author2_role author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv FPGA
ESTADISTICA DE FOTODETECCION
MEDIDAS DE CORRELACION
FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY (FPGA)
PHOTODETECTION STATISTICS
CORRELATION MEASUREMENTS
topic FPGA
ESTADISTICA DE FOTODETECCION
MEDIDAS DE CORRELACION
FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY (FPGA)
PHOTODETECTION STATISTICS
CORRELATION MEASUREMENTS
dc.description.none.fl_txt_mv 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 en tecnología 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 ordeng(²)(τ).
The detection of temporally coincident signals plays an important role in different technological applications for metrology and communication, and particularlly, in the area of quantum optics. In this sense, the simultaneous detection of two or more photons allows one to take advantage of the non-classical features of light that manifest themselves in certain types of correlations that cannot be described classically. We present here the development of programmable modules, by using FPGA technology, which are part of the coincident pulse detection and counting system. Our implementation, in a development board from Xilinx, allows to determine when two or more pulses overlap within atemporal window, with a configurable width in the range of 1 and 255 ns to compensate for possible path differences. We obtained the photodetection statistics result of the single and coincident pulse measurements, and compared themwith that predicted by a theoretical analysis. In addition, we have emulated the signals corresponding to different photonsources through a beam splitter, and obtained the photodetection statistics from which we determine, for each case, the second order correlation functiong(²)(τ).
Fil: Bolaños, Matías Rubén. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Centro de Investigaciones Ópticas (CIOP). Buenos Aires. Argentina
Fil: Boette, Alan Pablo. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Instituto de Física La Plata (IFLP). Buenos Aires. Argentina
Fil: Videla, Fabián Alfredo. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Centro de Investigaciones Ópticas (CIOP). Buenos Aires. Argentina
Fil: Rebón, Lorena. Universidad Nacional de La Plata - CONICET. Instituto de Física La Plata (IFLP). Buenos Aires. Argentina
description 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 en tecnología 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 ordeng(²)(τ).
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12110/afa_v34_n01_p027
url https://hdl.handle.net/20.500.12110/afa_v34_n01_p027
dc.language.none.fl_str_mv spa
language spa
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Asociación Física Argentina
publisher.none.fl_str_mv Asociación Física Argentina
dc.source.none.fl_str_mv An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2023;01(34):27-32
reponame:Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
instname:Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
instacron:UBA-FCEN
reponame_str Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
collection Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
instname_str Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
instacron_str UBA-FCEN
institution UBA-FCEN
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital (UBA-FCEN) - Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
repository.mail.fl_str_mv ana@bl.fcen.uba.ar
_version_ 1844618686123474944
score 13.070432