Передовий чип, що формує майбутнє надшвидкісних технологій

Дослідники під керівництвом Університету Монаша, RMIT та Університету Аделаїди розробили точний метод управління оптичними схемами на фотонних інтегральних схемах розміром з ніготь.

Розробка, опублікована в журналі Optica, ґрунтується на роботі тієї самої команди, яка нещодавно створила перший у світі самокалібрувальний фотонний чіп.

Фотоніка, або використання світлових частинок для зберігання і передавання інформації, є галуззю, що бурхливо розвивається і підтримує нашу потребу у створенні швидших, кращих, ефективніших і стійкіших технологій.

Програмовані фотонні інтегральні схеми (PIC) пропонують різноманітні функції оброблення сигналів у межах однієї мікросхеми та являють собою перспективні рішення для різних сфер застосування – від оптичного зв’язку до штучного інтелекту.

Чи то завантаження фільмів, чи то підтримання курсу супутника, фотоніка радикально змінює наш спосіб життя, революціонізуючи можливості оброблення даних у великомасштабному обладнанні на чипі розміром з ніготь людини.

На початку цього року дослідники з Університету Монаша, RMIT та Університету Аделаїди розробили вдосконалену фотонну схему, яка може змінити швидкість і масштаб фотонних технологій. Однак у міру зростання масштабів і складності PIC їхня характеристика і, відповідно, калібрування стають дедалі складнішими.

“Ми додали в чип загальний опорний тракт, який дає змогу стабільно і точно вимірювати довжини (фази, тимчасові затримки) і втрати “робочих” трактів”, – каже науковий співробітник Університету Монаша, професор Майк Сюй.

“Винайшовши новий метод, метод дробових затримок, ми змогли відокремити потрібну інформацію від непотрібної, що дало змогу підвищити точність вимірювань”.

Раніше чіпи вимірювалися/калібрувалися шляхом підключення до складного і дорогого зовнішнього обладнання (званого векторним аналізатором мережі); однак підключення до нього вносило фазові помилки, викликані вібраціями і змінами температури. Поміщаючи еталон на реальний чип, вимірювання стає несприйнятливим до цих фазових помилок.

“У нашій попередній роботі ми використовували метод Крамерса-Кроніга для видалення небажаних помилок із потрібних вимірів, але дрібний метод вимагає набагато меншої оптичної потужності для калібрування за умови заданої точності”, – каже професор Артур Лоурі, лауреат премії ARC з кафедри електротехніки та комп’ютерних систем Університету Монаша.

“Це означає, що ми можемо отримати надійні вимірювання стану чипа і точно запрограмувати його на потрібне застосування, наприклад, на розпізнавання образів в оптичному комп’ютері або вичавлювання додаткової потужності з оптичної комунікаційної мережі”.

Ця робота доповнює дослідження, розпочаті 2020 року з розроблення нового оптичного мікростільникового чипа, який був здатний передавати 30 терабіт на секунду, що втричі перевищує рекордні дані для всієї Національної широкосмугової мережі.

На наступному етапі розвитку, в рамках нещодавно оголошеного ARC Центру передового досвіду в галузі оптичних мікрокомбів і проривної науки (COMBS), ця дослідницька група вивчатиме, як фотонні чипи можуть використовувати безліч довжин хвиль для досягнення надшвидкого оброблення інформації та машинного інтелекту.

“Складність фотонних інтегральних схем швидко зростає, що вимагає прориву, щоб мати змогу калібрувати та контролювати їх. Розроблена нами методика розв’язує цю проблему, забезпечуючи надійне використання схем для таких застосунків, як розпізнавання образів”, – каже доктор Енді Боес з Університету Аделаїди.

Коллектив сайта

(Пока оценок нет)

Loading...