Fotonisirut valtaavat alaa

Stanfordin tutkijat ovat julkistaneet uudentyyppisen taajuuskamman, erittäin tarkan mittauslaitteen, joka on innovatiivinen, pieni, erittäin energiatehokas ja poikkeuksellisen tarkka.

Suunnilleen neljännesvuosisataisen kehitystyönsä aikana taajuuskammat ovat mullistaneet monenlaisia erittäin tarkkoja mittauksia ajanmittauksesta molekyylien havaitsemiseen spektroskopian avulla.

Mutta koska taajuuskammat ovat tilaa vieviä, kalliita ja tehoa kuluttavia laitteita, niiden käyttöönotto on suurelta osin rajoitettu laboratorioasetuksiin.

"Taajuuskampamme rakenne kokoaa kehittyvän mikrokampateknologian parhaat elementit yhteen laitteeseen", sanoo tutkijatohtori Hubert Stokowski. "Voimme mahdollisesti skaalata uuden taajuusmikrokampamme kompakteihin, vähän virtaa kuluttaviin ja edullisiin laitteisiin, joita voidaan käyttää melkein missä tahansa."

Teknisesti uusi ratkaisu on nimeltään Integrated Frequency-Modulated Optical Parametric Oscillator tai FM-OPO ja se on toteutettu käyttämällä integroitua litiumniobaattista fotoniikkaa.

Monien sovellusten joukossa, joita tutkijat kuvittelevat monipuoliselle teknologialleen, ovat tehokkaat kädessä pidettävät lääketieteelliset diagnostiikkalaitteet ja kasvihuonekaasujen seuranta-anturit.

National Institute of Standards and Technology (NIST) ja yhteistyökumppanit ovat taasen rakentaneet kompakteja siruja, jotka pystyvät muuttamaan valon mikroaalloiksi, mikä voisi parantaa näitä järjestelmiä.

Kyseessä on fotonisirupohjainen matalakohinainen mikroaalto-oskillaattori.

Sen avulla voi kutistaa tyypillisen pöytäjärjestelmän sirun kokoiseen muotoon, mikä siten vähentää virrankulutusta ja tekee siitä siten soveltuvamman käytettäväksi jokapäiväisissä laitteissa.

Tämä siru voisi parantaa GPS:ää, puhelin- ja Internet-yhteyksien laatua, tutka- ja tunnistusjärjestelmien tarkkuutta ja muita tekniikoita, jotka perustuvat erittäin tarkkaan ajoitukseen ja viestintään.

Tämä tekniikka vähentää ajoituksen värinää 15 femtosekuntiin, mikä on suuri parannus perinteisiin mikroaaltolähteisiin nähden. Temppu tuottaa signaaleista paljon vakaampia ja tarkempia tavoilla, jotka voivat lisätä esimerkiksi tutkan herkkyyttä ja analogisen signaalin tarkkuutta digitaalimuuntimissa.

Aiheesta aiemmin:

Mikroaaltoinen fotoniikkasiru nopeaan signaalinkäsittelyyn

Fotonisiru ilman litografiaa

Fotoninen DA-muunninsiru