(远望智库技术预警中心 温琳)


射频信号快速控制的示意图 (来源:悉尼大学)

来自悉尼大学澳大利亚纳米科学与技术研究所的研究人员,在芯片级光学器件的亚纳秒级的时间尺度上实现射频信号控制,取得了突破。
射频信号(RF)是一种特定范围内的电磁波频率,广泛用于通信和雷达信号。这项工作会对当前的无线革命带来影响。
这项突破今天在具有高影响力的杂志《光学》上得以详细介绍。CUDOS和悉尼大学物理学院的博士生,首席作者Yang Liu 表示,这项新研究可解开全球无线网络面临的宽带瓶颈,是在澳大利亚纳米科学与技术研究所(AINST)进行,这是一座斥资1.5亿美元的悉尼科学中心。Liu先生表示:“当前,有100亿个移动设备连接到无线网络(据思科公司去年报告)并且都需要宽带和容量。”
通过在芯片上创建非常快的可调谐延迟线,一个人可在瞬间为更多的用户提供更宽的宽带。
“快速控制射频信号是在日常生活和国防应用中的关键性能。举例来说,为未来移动通信减少功耗并最大限度地增加接收范围,射频信号就需要从信息中心实现向不同蜂窝用户的定向和快速分配,而不是向所有方向传播信号能量。”现代通信和国防领域中,射频技术高调谐速度的不足,推动了紧凑型光学平台解决方案的发展。


在悉尼纳米科学中心,研究员David Marpaung, Benjamin Eggleton, Yang Liu 和Amol Choudhary 正指向一个在宽带微波测试平台中进行评估的缩略图尺寸的芯片。来源:悉尼大学


这些光学同行的性能通常会被片上加热器提供的毫秒级(每秒1/1000)低调谐速度所限,同时还会有制造的复杂性和功耗方面的副作用。
Liu 先生表示:“为规避这些问题,我们基于光学控制开发出了一项简单的技术,使响应时间快于一纳秒:十亿分之一秒——这比热加热快了100万倍。”
CUDOS主任,合著人Benjamin Eggleton教授,也是纳米光子学电路AINST核心研究处的带头人,他表示,这项技术不仅对建立更高效的雷达探测敌方攻击很重要,对每个人的改进都意义重大。
Eggleton教授表示:“这样的制度不仅对维护我们的防务能力至关重要,它也将有助于培育所谓的无限革命——越来越多的设备连接到无线网络。”
Eggleton教授表示:“这包括物联网、第五代通信(5G)、智能家居和智能城市。硅光子学是支撑这一进步的技术,进展非常迅速,目前正在数据中心发现应用程序。“我们希望这项工作的应用程序能够在十年内实现,为无线宽带问题提供解决方案。”“目前我们正致力于更先进的高集成度的硅器件,用于小型移动设备。”
通过在千兆赫的速度上改变控制信号,射频信号的时间延迟可在相同速度进行放大和切换。Liu先生和他的同事们——Amol Choudhary博士,David Marpaung 博士和Eggleton 教授在集成光子芯片上实现了这一点。为那些具有无与伦比优势的超快和可重构射频系统铺平了道路,这些优势包括紧凑性,能耗低,制造复杂度低,以及现有射频信号功能的灵活性和兼容性。

(来源: 搜狐——战略前沿技术)