Desarrollo de un módulo de detección de coincidencias múltiples basado en tecnología FPGA

MATÍAS RUBÉN BOLAÑOS; LORENA REBÓN; ALAN BOETTE; MAURICIO MATERA; FABIÁN VIDELA

Congreso; Encuentro Argentino y Latinoamericano de Ingeniería - CADI/CLADI 2021; 2021

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. La detección simultánea de dos o más fotones permite explotar las características no clásicas de estados de luz correlacionados. En este trabajo, presentamos el desarrollo de módulos programables que componen el sistema de detección y conteo de pulsos en coincidencias, basada en tecnología FPGA en una placa de desarrollo de la firma XILINX. La arquitectura consta de una serie de entradas desde donde los pulsos eléctricos, provenientes de un fotodetector o un generador de señales, se dirigen hacia un conformador de pulsos Luego entran a un circuito lógico que determina cuándo dos o más pulsos coinciden dentro de una ventana temporal cuyo ancho puede configurarse entre 1 y 15 ns, compensando posibles diferencias de camino. Una interfaz de comunicación basada en UARTs también programada en VHDL permite transmitir los registros de conteo de pulsos, tanto individuales como en coincidencia, a una PC. Para evaluar el funcionamiento, se generaron distintos trenes de pulsos para alimentar los canales de entrada. Como producto de las medidas de pulsos individuales y en coincidencias, se obtuvieron y compararon las estadísticas de detección con las predichas teóricamente.