_ Cercetătorii dezvoltă un cuptor cu microunde lider mondial cip fotonic pentru procesarea semnalului de mare viteză

O echipă de cercetare condusă de profesorul Wang Cheng de la Departamentul de Inginerie Electrică (EE) de la Universitatea City din Hong Kong (CityUHK) a dezvoltat un cip fotonic cu microunde de vârf la nivel mondial care este capabil să efectueze procesare ultrarapidă a semnalului electronic analogic și calcul folosind optică.

Cipul, care este de 1.000 de ori mai rapid și consumă mai puțină energie decât un procesor electronic tradițional, are o gamă largă de aplicații, acoperind 5/ Sisteme de comunicații fără fir 6G, sisteme radar de înaltă rezoluție, inteligență artificială, viziune computerizată și procesare imagini/video.

Descoperirile echipei au fost publicate în Nature într-o lucrare intitulată „Integrated Lithium Niobate Microwave Photonic Processing Engine. " Este o cercetare în colaborare cu Universitatea Chineză din Hong Kong (CUHK).

Extinderea rapidă a rețelelor fără fir, a Internetului obiectelor și a serviciilor bazate pe cloud a impus cerințe semnificative sistemelor de frecvență radio subiacente. Tehnologia fotonica cu microunde (MWP), care utilizează componente optice pentru generarea, transmiterea și manipularea semnalului cu microunde, oferă soluții eficiente la aceste provocări. Cu toate acestea, sistemele integrate MWP s-au străduit să realizeze simultan procesarea semnalului analogic de ultraînaltă viteză cu integrare la scară de cip, fidelitate ridicată și putere redusă.

„Pentru a face față acestor provocări, echipa noastră a dezvoltat un sistem MWP care combină Conversie electro-optică ultrarapidă (EO) cu procesare a semnalului multifuncțională și cu pierderi reduse pe un singur cip integrat, ceea ce nu a fost realizat până acum”, a explicat profesorul Wang.

O astfel de performanță este activată de o procesare MWP integrată. motor bazat pe o platformă de niobat de litiu cu peliculă subțire (LN) capabilă să efectueze sarcini multifuncționale de procesare și calcul a semnalelor analogice.

„Cipul poate efectua calcule analogice de mare viteză cu lățimi de bandă de procesare ultra-large de 67 GHz și acuratețe de calcul excelente”, a spus Feng Hanke, Ph.D. student la EE și primul autor al lucrării.

Echipa s-a dedicat cercetării platformei fotonice LN integrate de câțiva ani. În 2018, colegii de la Universitatea Harvard și laboratoarele Nokia Bell au dezvoltat primii modulatori electro-optici integrati compatibili cu CMOS (semiconductor de oxid de metal complementar) din lume pe platforma LN, punând bazele descoperirii actuale în cercetare. LN este denumit „siliciul fotonicii” pentru importanța sa pentru fotonică, comparabil cu siliciul din microelectronică.

Lucrările lor deschide un nou domeniu de cercetare, și anume, fotonica cu microunde LN, permițând cipuri fotonice cu microunde cu dimensiuni compacte, fidelitate ridicată a semnalului și latență scăzută; reprezintă, de asemenea, un motor de procesare și calcul electronic analogic la scară de cip.

(Fluierul)