ساخت تراشه فوتونیک با سرعت 1000 برابر سریعتر از تراشه های معمولی

یک تیم تحقیقاتی یک تراشه فوتونیکی مایکروویو ساخته اند که پردازش سیگنال الکترونیکی آنالوگ را 1000 برابر سریعتر و کارآمدتر انرژی می کند.

تیمی از محققان به سرپرستی پروفسور وانگ چنگ از دانشکده مهندسی برق (EE) در دانشگاه شهر هنگ کنگ (CityUHK) یک تراشه فوتونیکی مایکروویو پیشرو در جهان ساخته اند که پردازش و محاسبات سیگنال الکترونیکی آنالوگ فوق العاده سریع را با استفاده از نور انجام می دهد. .

این تراشه فوتونیک که 1000 برابر سریعتر از یک پردازنده الکترونیکی سنتی است و انرژی کمتری مصرف می کند، طیف گسترده ای از کاربردها از جمله سیستم های ارتباطی بی سیم 5G/6G، سیستم های راداری با وضوح خیره کننده، هوش مصنوعی، بینایی کامپیوتر و پردازش تصویر و ویدئو را پوشش می دهد. .

یافته های پژوهشی این تیم در مجله علمی طبیعت تحت عنوان «موتور پردازش فوتونیک میکروویو لیتیوم نیوبات یکپارچه» منتشر شد. این یک تحقیق مشترک با دانشگاه چینی هنگ کنگ (CUHK) است.

مقابله با مشکلات ارتباطی پیشرفته

به نقل از وب سایت Scitechdailyرشد سریع شبکه‌های بی‌سیم و اینترنت اشیا و خدمات مبتنی بر ابر، تقاضاهای زیادی را برای سیستم‌های فرکانس رادیویی اساسی ایجاد کرده است. فناوری فوتونیک مایکروویو (MWP) که از اجزای نوری برای تولید، انتقال و دستکاری سیگنال‌های مایکروویو استفاده می‌کند، راه‌حل‌های موثری برای این مشکلات ارائه می‌دهد. با این حال، سیستم‌های MWP یکپارچه برای دستیابی همزمان به پردازش سیگنال آنالوگ با سرعت بالا با یکپارچه‌سازی در سطح تراشه و مصرف انرژی کم تلاش کرده‌اند.

پروفسور وانگ توضیح داد:

برای رسیدگی به این مشکلات، تیم ما سیستم MWP را توسعه داد که تبدیل الکترواپتیکال فوق سریع (EO) را با پردازش سیگنال چند منظوره کم تلفات روی یک تراشه یکپارچه ترکیب می‌کند که قبلاً به دست نیامده بود.

چنین عملکردی توسط موتور پردازش یکپارچه MWP بر اساس پلت فرم لایه نازک Li-Niobot (LN) امکان پذیر می شود که می تواند پردازش و محاسبه چند منظوره سیگنال های آنالوگ را انجام دهد.

فنگ هانکه، دانشجوی دکترای مهندسی برق و اولین نویسنده مقاله، گفت:

این تراشه فوتونیک می تواند محاسبات آنالوگ را با سرعت بالا با پهنای باند پردازشی بسیار وسیع 67 گیگاهرتز و دقت محاسباتی عالی انجام دهد.

پیشگامان فوتونی لیتیوم نیوبات

این تیم چندین سال است که به تحقیق در مورد پلت فرم فوتونیک یکپارچه LN اختصاص یافته است. در سال 2018، همکاران در دانشگاه هاروارد و آزمایشگاه نوکیا بل اولین مدولاتورهای الکترواپتیکی یکپارچه سازگار با CMOS (نیمه هادی اکسید فلز مکمل) را بر روی پلت فرم LN توسعه دادند که مبنایی برای پیشرفت های تحقیقاتی فعلی شد. LN به دلیل اهمیت آن در فوتونیک، «سیلیکون فوتونیک» نامیده می شود که می توان آن را با سیلیکون در میکروالکترونیک مقایسه کرد.

کار آنها زمینه جدیدی از تحقیقات به نام فوتونیک مایکروویو LN را باز می کند که یک تراشه فوتونیکی مایکروویو را با اندازه فشرده و وفاداری سیگنال بالا و تأخیر کم امکان پذیر می کند. همچنین، موتور پردازش و محاسبات الکترونیکی آنالوگ در مقیاس تراشه را نشان می دهد.

ساخت تراشه فوتونیک با سرعت 1000 برابر سریعتر از تراشه های رایج اولین بار در Oneknock منتشر شد – اخبار دنیای فناوری. ظاهر شد.