Yazar
Kuniyil, Hashir Puthiyapurayil
Basım Tarihi
2024-08-30T14:54:41Z
Konu
Kuantum optiği, Görüntü işleme, Kuantum teorisi, Kuantum sistemleri
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
9173d924-c78d-474b-af89-f046ac9a26f9
Lokasyon
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
Tarih
2024-08-30T14:54:41Z
Örnek Metin
Kuantum mekaniği tabanlı sistemler, mevcut teknolojilerin ilerlemesi için giderek daha fazla kullanılıyor. Kuantum mekaniğinin özelliklerinin yüksek potansiyele sahip olduğunun gösterildiği teknolojik sınırlardan biri görüntüleme endüstrisidir. Geleneksel görüntüleme sisteminin kuantum versiyonu olan kuantum görüntüleme, görüntüleme uygulamaları için giderek daha fazla araştırılıyor. Bu görüntüleme yöntemi, modülasyon transfer fonksiyonu da dahil olmak üzere, değer rakamını arttırmak için benzersiz uzaysal ve zamansal kuantum korelasyonlarından yararlanmayı içerir. Bu tez, gelişmiş bir görüntüleme sistemi elde etme temel amacı ile fotonik kuantum görüntüleme planının uygulama prosedürünü tartışmaktadır. Bu doğrultuda kuantum kaynaklarının verimli üretilmesi, dağıtılması ve doğru analiz edilmesi özellikle birçok kuantum görüntüleme uygulamasının uygulanabilirliği açısından büyük önem taşımaktadır. Kendiliğinden parametrik aşağı dönüşümün (SPDC) doğrusal olmayan sürecine dayanan bir kuantum kaynağı iyi bilinmektedir ve bu görev için giderek daha fazla kullanılmaktadır. Kritik faz eşleştirmeli SPDC sürecinin uygunluğunu teorik olarak inceliyoruz ve kuantum görüntüleme uygulamalarına uygun bir kuantum kaynağının tasarlanmasına yardımcı olacak ayrıntılı bir analiz bu tezde verilmektedir. Teorik çalışmalarımızdan ve temel deneylerimizden, bir SPDC sürecinden sinyal ve avare olarak adlandırılan foton çiftlerinin, kuantum görüntüleme için uygun parametreler olan dolaşıklık zamanı ve konum korelasyonunu gösterebildiği anlaşılmıştır. Bu zamansal ve uzaysal korelasyonlar, uzaysal korelasyonun incelenen numunenin tüm 2 boyutlu özelliklerinin çıkarılmasını desteklediği ve zamansal korelasyonun, modülasyon transfer fonksiyonunu etkileyen bir parametre olan sistemin SNR'sini geliştirmemize izin verdiği kuantum görüntüleme için kullanılır. Zamansal korelasyonun gürültüyü, dolayısıyla gelişmiş SNR'yi bastırma yeteneğini öğrenmek için, sürekli dalga lazerle pompalanan SPDC tarafından yürütülen kuantum aydınlatma deneyine dayanan ayrı bir çalışma yürütülür. Sonuçlarımız, zaman alanındaki kuantum korelasyonunun gürültüye karşı dayanıklılığı arttırdığını gösteriyor. Yeni bir yöntemde, polarizasyon korelasyonunun yardımıyla bir kuantum aydınlatma sisteminin SNR performans ölçüsünü daha da geliştirebileceğimizi gösterdik. Görüntüleme şemasında uzaysal korelasyona ek olarak zamansal korelasyon kullandığımızdan, bu sonucun kuantum görüntüleme sisteminden gelen gürültüyü bastırmaya yönelik etkileri vardır. Kamera teknolojilerindeki ilerleme, özellikle SPDC tabanlı uzamsal korelasyona dayalı görüntülemede kuantum uzamsal özelliklerle deneyler yapmak için geniş bir alan sağladı. SPDC'deki uzaysal korelasyon, EPR tipi korelasyonları gösterdiği için klasik sistemlerden öne çıkıyor. Bu tezde, bir nesne örneğinin uzaysal özelliğinin SPDC'nin uzaysal kuantum korelasyonu yardımıyla yeniden yapılandırılması görevi gösterilmiştir. Çalışmamız, 2 boyutlu kuantum görüntülemenin gerçekleştirilmesi için SPDC modunun sürekli temelindeki enine uzaysal korelasyondan yararlandı. Konsept kanıtı deneysel sonucumuz, uzaysal korelasyonun bir görüntüyü yeniden oluşturmak için kullanılabileceğini kanıtlıyor. Bu görüntüleme şeması, SPDC sürecinin sinyal ve boş fotonlarının kuantum korelasyon davranışına dayandığından, tesadüfi görüntüleme tekniğini kullanarak sistemdeki gürültüyü bastırabiliriz. Gösterilen deneysel görüntüleme yöntemi kırınım sınırlıdır, dolayısıyla sistemin çözünürlüğü en iyi ihtimalle klasik benzerlerine eşittir. Simülasyon çalışmamız, kuantum görüntüleme şemasının performansının, pompa ışınının beli, kristal uzunluğu ve örnek nesnenin ve görüntüleme cihazının konumu gibi giriş parametrelerinden etkilenebileceğini göstermektedir. Bu nedenle giriş parametresi değerlerinin dikkatli seçilmesi sistemin performansı açısından kritik öneme sahiptir. Çalışma, bu tezde sunulana benzer kuantum tabanlı görüntüleme şemalarının gürültüye karşı yüksek dirence sahip olduğu sonucuna varmıştır. Kuantum mekanik hücresel sistemler, mevcut teknolojilerin ilerletilmesinde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Kuantum mekani˘gi özelliklerinin yüksek potansiyeline sahip oldu˘gu teknolojik sınırlardan biri de g¨or¨unt¨uleme end¨ustrisidir. Gorunt¨uleme uygulamaları i¸cin giderek daha fazla ara¸stırılan kuantum g¨or¨unt¨uleme, geleneksel g¨or¨unt¨uleme sonuçları bir kuantum versiyonudur. Bu g¨or¨unt¨uleme y¨ontemi, şifreli uzamsal ve zamansal kuantum saldırılarından faydalanarak, mod¨ulasyon transfer fonksiyonları dahil olmak üzere ¨uzere kayıtlını geliştirmek i¸cin kullanılır. Bu tez, gelişmi¸s bir g¨or¨un¨uleme sistemi elde etmek için i¸cin fotonik kuantum g¨or¨unt¨uleme d¨uzeninin uygulandığı prosed¨ur¨un¨u tartı¸smaktadır. Bu y¨onde, kuantum g¨or¨unt¨uleme uygulamalarının pratikliği bakımından ¨özellikle kuantum karmaşıklığı verimli bir ¸seklinde olu¸sturulması, da˘gıtımı ve do˘gru bir ¸seklinde analiz edilmesi buy¨uk ¨onem ta¸sımaktadır. Kendiliğinden parametrik a¸sa˘gı d¨on¨u¸s¨um (KPAD) olu¸sumunun kritik faz e¸sle¸smesine dayalı bir kuantum kayna˘gı, bu gorev i¸cin iyi bilinen ve giderek daha fazla kullanılan bir kaynaktır. Bu tezde, kritik faz e¸sle¸smesi KPAD i¸sleminin uygunlu˘gunu teorik olarak incelendi ve bir kuantum kayna˘gı m¨uhendisliği i¸cin ayrıntılı bir analiz sunduk. Teorik çalışmalarımız ve temel deneylerimizden, KPAD iletişiminden elde edilen sinyal ve aylak adı verilen foton çiftlerinin, kuantum güçlerinin uygun olan zamansal ve mekansal operasyonları iyi bir şekilde anlaşılabilmektedir. Bu zamansal ve mekanik değişiklikler, örneğin uzerindeki tam iki boyutlu ¨özelliklerin ¸çıkarılmasını desteklemek, uzamsal salgınları ve sistemdeki SNR'yi geliştirmemize izin veren zamansal saldırıları hızlandırmak. G¨ur¨ult¨uy¨u bastırmak i¸cin zamansal revizyonun yetene˘gini ¨o˘grenmek, b¨oylelikle SNR artı¸sı, s¨ur¨ul¨ult¨uy¨u, s¨ur¨ul¨ult¨uy¨u, s¨urekli dalga lazerle pompalanan KPAD tarafından y¨onlendirilen kuantum aydınlatma deneyine dayanan ayrı bir ¸calı¸sma y¨ur¨ut¨ulm¨u¸st¨ur. Sonuclarımız, zamansal dağılımıun gürültüsüne karşı artan dayanıklılıgının olduğunu g¨ostermektedir. Kamera teknolojilerinin gelişimini, özel olarak KPAD kapsamlı mekansal dağıtım temelli g¨or¨unt¨uleme alanında kuantum mekani˘gi mekansal¨özellikleriyle deney yapmak i¸cin bol fırsat sunmu¸stur. KPAD'deki mekansal değişiklik klasik sistemlerden ayrılmıştır - EPR tipi değişiklikler g¨osterir. KPAD'nin mekansal kuantum açılımının yardımıyla bir nesnenin mekansal ¨özelli˘ginin yeniden olu¸sturulması gorevi bu tezde g¨osterilmi¸stir. C¸ alışmamız, KPAD modun garantili bazında popüler bir ¸capraz mekansal gevşetmeyi kullanarak iki boyutlu kuantum g¨or¨unt¨uleme ger¸ekle¸stirmeye yön vermektir. Kavramlar olarak parçalı sonuçlarımız, mekansal incelemeun bir g¨or¨unt¨uy¨u yeniden olu¸sturmak i¸cin kullanılabilecegini g¨ostermektedir. Bu g¨or¨unt¨uleme¸seması, KPAD s¨urecinin sinyal ve aylak fotonlarının kuantum frekansına dayandı˘gı i¸cin, rastlantısal g¨or¨unt¨uleme tekni˘gini kullanarak sistemdeki g¨ur¨ult¨uy¨u bastırabildik. G¨osterilen seçkin g¨or¨unt¨uleme y¨ontemi kırınım ile olasılıklar, bu nedenle sistem ¸c¨oz¨un¨url¨u˘g¨u en iyi durumda kar¸sıt par¸calarıyla e¸sittir. Simülasyon ¸calı¸smamız, kuantum g¨or¨unt¨uleme¸senin pompa ı¸sını bel geni¸sli˘gi, kristal uzunlu˘gu,¨ornek nesnenin konumu ve g¨or¨unt¨uleme aracının konumu gibi girdi tarafından etkilenebilece˘gini g¨ostermektedir. Bu nedenle, giri¸s parametre de˘gerlerinin dikkatli seçimi sistem performansı açısından kritiktir. C¸ alı¸sma, bu tezde sunulan gibi kuantum tabanlı g¨or¨unt¨uleme¸semalarının g¨ur¨ult¨uye kar¸sı y¨üksek diren¸c g¨osterdigini sonu¸clandırmaktadır.
