Истраживачи развијају микроталасни фотонички чип за ултрабрзу обраду сигнала

Недавно је истраживачки тим на челу са проф. Ванг Ченгом са Одељења за електротехнику на Цити универзитету у Хонг Конгу успешно развио водећи светски микроталасни фотонички (МВП) чип. Овај чип је у стању да користи оптички принцип за обављање ултра-брзе аналогне електронске обраде и израчунавања сигнала.
Чип није само 1000 пута бржи од конвенционалних електронских процесора, већ и троши мање енергије. Његов широк спектар примена покрива различите области као што су 5/6Г бежични комуникациони системи, радарски системи високе резолуције, вештачка интелигенција, компјутерски вид и обрада слике/видеа.
Тим је сарађивао са Кинеским универзитетом у Хонг Конгу на истраживању, које је објављено у часопису Натуре, под називом Интегрисани литијум-ниобатни микроталасни мотор за фотоничку обраду.
Са брзим ширењем бежичних мрежа, Интернета ствари (ИоТ) и услуга заснованих на облаку, потражња за основним РФ системима је експоненцијално порасла. Микроталасна фотоника (МВП) технологија нуди ефикасно решење за ове изазове са својим јединственим предностима генерисања, преноса и обраде микроталасних сигнала коришћењем оптичких компоненти. Међутим, интегрисани МВП системи су се суочавали са вишеструким изазовима као што су истовремена реализација ултра-брзине обраде аналогног сигнала, интеграција на нивоу чипа, висока верност и ниска потрошња енергије.
Да би се суочио са овим изазовима, истраживачки тим проф. Ванг Цхенга развио је нови МВП систем. Систем иновативно интегрише ултра-брзу електро-оптичку (ЕО) конверзију са мултифункционалном обрадом сигнала са малим губицима на једном чипу, достигнуће које никада није реализовано у претходним истраживањима.
Ове изванредне перформансе омогућава интегрисани МВП процесор заснован на платформи танког филма литијум ниобата (ЛН). Овај мотор је способан да обавља широк спектар обраде аналогних сигнала и рачунских задатака. Према извештају, овај чип не само да има ултра-широки пропусни опсег обраде од 67 ГХз, већ има и одличну тачност рачунања.
Током година, тим је радио на истраживању интегрисаних ЛН фотонских платформи. Вреди напоменути да су 2018. године колеге са Универзитета Харвард и Нокиа Белл Лабс развиле први на свету ЦМОС (Цомплементари Метал Окиде Семицондуцтор) компатибилан интегрисани електро-оптички модулатор на платформи танког филма литијум ниобата (ЛН), који је поставио чврсту основа за тренутни истраживачки напредак. Танкофилни литијум ниобат (ЛН) назван је „силицијум фотонике“ због свог значаја у области фотонике, који је упоредив са силицијумом у микроелектроници.
Овај рад не само да отвара потпуно ново поље истраживања - микроталасну фотонику танког филма литијум ниобата (ЛН), већ такође омогућава микроталасне фотоничке чипове са компактном величином, високом верношћу сигнала и малим кашњењем, између осталих предности. Што је још важније, овај пробој представља нови правац за аналогне електронске процесоре и рачунарске машине на нивоу чипа.