Передовой чип, формирующий будущее сверхскоростных технологий

Исследователи под руководством Университета Монаша, RMIT и Университета Аделаиды разработали точный метод управления оптическими схемами на фотонных интегральных схемах размером с ноготь.

Разработка, опубликованная в журнале Optica, основана на работе той же команды, которая недавно создала первый в мире самокалибрующийся фотонный чип.

Фотоника, или использование световых частиц для хранения и передачи информации, является бурно развивающейся областью, поддерживающей нашу потребность в создании более быстрых, лучших, эффективных и устойчивых технологий.

Программируемые фотонные интегральные схемы (PIC) предлагают разнообразные функции обработки сигналов в рамках одной микросхемы и представляют собой перспективные решения для различных областей применения — от оптической связи до искусственного интеллекта.

Будь то загрузка фильмов или поддержание курса спутника, фотоника радикально меняет наш образ жизни, революционизируя возможности обработки данных в крупномасштабном оборудовании на чипе размером с ноготь человека.

В начале этого года исследователи из Университета Монаша, RMIT и Университета Аделаиды разработали усовершенствованную фотонную схему, которая может изменить скорость и масштаб фотонных технологий. Однако по мере роста масштабов и сложности PIC их характеристика и, соответственно, калибровка становятся все более сложными.

«Мы добавили в чип общий опорный тракт, который позволяет стабильно и точно измерять длины (фазы, временные задержки) и потери «рабочих» трактов», — говорит научный сотрудник Университета Монаша, профессор Майк Сюй.

«Изобретя новый метод, метод дробных задержек, мы смогли отделить нужную информацию от ненужной, что позволило повысить точность измерений».

Ранее чипы измерялись/калибровались путем подключения к сложному и дорогому внешнему оборудованию (называемому векторным анализатором сети); однако подключение к нему вносило фазовые ошибки, вызванные вибрациями и изменениями температуры. Помещая эталон на реальный чип, измерение становится невосприимчивым к этим фазовым ошибкам.

«В нашей предыдущей работе мы использовали метод Крамерса-Кронига для удаления нежелательных ошибок из нужных измерений, но дробный метод требует гораздо меньшей оптической мощности для калибровки при заданной точности», — говорит профессор Артур Лоури, лауреат премии ARC с кафедры электротехники и компьютерных систем Университета Монаша.

«Это означает, что мы можем получить надежные измерения состояния чипа и точно запрограммировать его на нужное применение, например, на распознавание образов в оптическом компьютере или выжимание дополнительной мощности из оптической коммуникационной сети».

Эта работа дополняет исследования, начавшиеся в 2020 году с разработки нового оптического микросотового чипа, который был способен передавать 30 терабит в секунду, что в три раза превышает рекордные данные для всей Национальной широкополосной сети.

На следующем этапе развития, в рамках недавно объявленного ARC Центра передового опыта в области оптических микрокомбов и прорывной науки (COMBS), эта исследовательская группа будет изучать, как фотонные чипы могут использовать множество длин волн для достижения сверхбыстрой обработки информации и машинного интеллекта.

«Сложность фотонных интегральных схем быстро возрастает, что требует прорыва, чтобы иметь возможность калибровать и контролировать их. Разработанная нами методика решает эту проблему, обеспечивая надежное использование схем для таких приложений, как распознавание образов», — говорит доктор Энди Боес из Университета Аделаиды.

Коллектив сайта

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Загрузка...