System akwizycji danych z detektorów pojedynczych fotonów

Dzisiaj pierwsza publikacja, której jestem współautorem, została złożona w serwisie arXiv. Opisuje ona pomysł na sprzętową implementację systemu akwizycji danych z detektorów pojedynczych fotonów (Single-photon Detector SPD). Idea zawarta w tym artykule jest bardzo ogólna, jednak dla nas ma zastosowanie w układzie kwantowej dystrybucji klucza (Quantum Key Distribution QKD). Artykuł zawiera zwięzły opis zasady działania techniki oraz obszerne rozważania na temat bezpieczeństwa układu QKD w przypadku wykorzystania w nim SPD. Poza najważniejszymi korzyściami związanymi z bezpieczeństwem technika umożliwia bardziej optymalne wykorzystanie pamięci oraz skraca niezbędny czas przetwarzania danych po akwizycji. Zachęcam do zapoznania się ze szczegółami pod adresem http://arxiv.org/abs/1110.5565

Odwrotne mocowanie AF-S Nikkor 18-55 mm 1:3.5-5.6 GII ED

AF-S Nikkor 18-55 mm 1:3.5-5.6 GII ED jest kitowym obiektywem, który sprzedawany był z najprostszą lustrzanką Nikona D40. Jestem szczęśliwym posiadaczem tego aparatu. Jakiś czas temu dokupiłem do niego obiektyw, który całkowicie zastąpił mi podstawowy. Postanowiłem wykorzystać zbędny kit i zaadoptować go do zdjęć makro poprzez odwrotne zamocowanie. Modyfikacja polegała na przeniesieniu plastikowego bagnetu na przeciwną stronę obiektywu. Dwa podstawowe problemy: mocowanie i przeniesienie sygnałów elektrycznych rozwiązałem następująco. Przykleiłem bagnet za pomocą żywicy epoksydowej do dodatkowego pierścienia 55mm (pozyskanego z filtru UV) i wkręciłem w istniejący gwint obiektywu. Przeniesienie sygnałów elektrycznych jest w przypadku tego obiektywu dosyć uciążliwe ponieważ przednia soczewka wraz z jej obudową obraca się a cały obiektyw skraca i wydłuża w trakcie ostrzenia i zmiany ogniskowej. Jako dostatecznie giętkie i wytrzymałe wykorzystałem wielożyłowe przewody w metalowym oplocie. Poniżej kilka zdjęć wykonania i kilka zdjęć zrobionych po odwrotnym zamocowaniu.

Rys. 1 - Widoczne złącze elektroniki

Rys. 2 - Bagnet Nikon zamontowany po przeciwnej stronie, osłonięty kapslem

Rys. 3 - Jedno z pierwszych zdjęć

Rys. 4 - Minimalne powiększenie

Rys. 5 - Maksymalne powiększenie

Rys. 6 - Owad

Aktualizacja: Dzisiaj uzupełniłem obiektyw do zdjęć makro o manualną kontrolę przysłony. Wykorzystałem oryginalny, blaszany element, który służył do przeniesienia ustawienia przesłony z body i był wcześniej zamocowany w tylnej części obiektywu. Zamocowałem go na pierścieniu wykonanym ręcznie z laminatu pcb. Zdjęcia konstrukcji poniżej.

Rys. 7 - Przysłona zamknięta

Rys. 8 - Przysłona otwarta

Rys. 9 - Mocowanie

Generator kwarcowy z wyjściem różnicowym - symetryzator

Jest to prosty układ elektroniczny wykorzystujący scalony generator kwarcowy i transformator. Wyjście generatora podłączone jest do transformatora, który symetryzuje sygnał. Transformator wykonałem nawijając skręconą ze sobą parę lakierowanych przewodów transformatorowych.

Rys. 1 - Widok ogólny

Rys. 2 - Widok ogólny

Uruchomienie - Mezzanine board for SP605 Xilinx FPGA board

W ciągu ostatnich kilku tygodni uruchomiłem i przetestowałem część analogową płytki rozszerzeń opisanej we wcześniejszym poście. Na płytce znajdują się dwa przetworniki analogowo-cyfrowe o rozdzielczości ośmiu bitów, i cztery przetworniki cyfrowo-analogowe o rozdzielczości dwunastu bitów. Dwa z czterech analogowych wyjść płytki są przystosowane do sterowania modulatorów optycznych. Standardowy, telekomunikacyjny modulator optyczny posiada wejście wysokiej częstotliwości (50 Ohm). Zakres napięć w jakim chcę sterować taki modulator wynosi od 0 do 10V. Wyzwaniem podczas budowy części analogowej było wierne odwzorowanie sygnału wyjściowego przetwornika. Pierwsze dwa zdjęcia przedstawiają płytkę z wlutowanymi elementami elektronicznym. Dwie kolejne grafiki są to oscylogramy przebiegów napięcia na oporniku 50 Ohm symulującym modulator optyczny.

Rys. 1 - Widok ogólny

Rys. 2 - Fotografia części zasilającej

Rys. 3 - Oscylogram opadającego zbocza. Obciążenie wyjścia: 50 ohm

Rys. 4 - Oscylogram przebiegu piłokształtnego

Stos TCP/IP na płytce SP605

Właśnie uruchomiłem stos protokołów TCP/IP na płytce prototypowej Xilinx SP605. Poza przykładową aplikacją, która prezentuje działanie protokołu TCP udało mi się przeprowadzić udaną komunikację poprzez UDP. Poniżej wyczekiwany zrzut ekranu z pierwszymi poprawnie przesłanymi pakietami. Zaznaczone zostały linijki świadczące o dwustronnej komunikacji. Do kontroli ruchu na interfejsie sieciowym używałem programu Wireshark.

Rys. 1 - Zrzut ekranu

Mezzanine board for SP605 Xilinx FPGA board

Kolejny projekt będący jeszcze w trakcie realizacji. Na zdjęciach poniżej przedstawiam płytkę rozszerzeń współpracującą z układem prototypowym Xilinx SP605. Płytka zwiększa możliwości układu prototypowego o cztery precyzyjne wyjścia analogowe o prędkości 20MSPS i dwa wejścia analogowe 100MSPS.

Rys. 1 - Złącze FMC

Rys. 2 - Część analogowa

Rys. 3 - Spodnia warstwa

CriptoCam

W listopadzie zostałem zatrudniony przez Wydział Fizyki Uniwersytetu Camerino. Pracuję jako inżynier elektronik i programista konstruując urządzenia oparte o układy FPGA. Jako pracownika uniwersytetu moim zadaniem jest współpraca z firmą CriptoCam. Jest to firma typu spin off ściśle współpracująca z Wydziałem Fizyki zajmująca się produkcją i rozwojem układów kryptografii kwantowej. Poniżej linki do strony uniwersytetu i firmy CriptoCam.

http://criptocam.com
http://www.unicam.it