DESARROLLO DE UN MODULO DE COINCIDENCIAS EN FPGA Y SIMULACION DE FUENTES OPTICAS

MATÍAS BOLAÑOS; LORENA REBÓN; J. M. MATERA; FABIAN VIDELA; A. BOETTE

Buenos Aires

Encuentro; Encuentro Argentino y Latinoamericano de Ingeniería CADI / CLADI / CAEDI; 2021

Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires

La detección de señales en coincidencia juega un papel importante en el área de la óptica cuántica, ya que gran parte de sus aplicaciones requieren de medidas de detección simultánea de dos o más fotones, permitiendo explotar las características no clásicas de las fuentes de luz correlacionadas, esencial para establecer enlaces cuánticos de comunicación. En este trabajo desarrollamos módulos programados en lenguaje VHDL que componen el sistema de detección y conteo de pulsos en coincidencias, empleando tecnología FPGA en una placa integrada de desarrollo de la firma XILINX. La arquitectura desarrollada consta de una serie de entradas, las que canalizan los pulsos eléctricos provistos por un detector o un generador de señales, las que luego ingresan a un conformador de pulsos. En esta etapa también se adiciona un retardo temporal ajustable entre ~1 y 15 ns. Una vez conformados, los pulsos son dirigidos a un circuito lógico que determina la coincidencia entre pulsos de un conjunto determinado de canales de entrada. El conteo de pulsos ocurre dentro de una ventana temporal programable, pudiendo optarse por contar coincidencias entre dos o más pulsos, como así también la cantidad de pulsos individuales de cada canal. Una interfaz de comunicación basada en UARTs y programada en VHDL permite transmitir los registros de conteo a una PC. Completando el objetivo, el módulo desarrollado permite simular experimentos básicos cuyos resultados pueden utilizarse como test de funcionamiento. Finalmente se programó, también en VHDL, generadores de pulsos cuya estadística emula una fuente láser con parámetros característicos configurables