Universidad australiana desarrolla el ‘primer chip óptico de autocalibración del mundo’

La investigación en Melbourne condujo a la creación de un chip óptico de autocalibración.

Búsqueda dirigida monash Y el RMIT Las universidades de Melbourne han encontrado una manera de reemplazar la óptica 3D voluminosa con un chip de silicio.

«Demostramos un chip de fotofiltro programable de autocalibración, con un núcleo de procesamiento de señales y una ruta de referencia de autocalibración integrada», explicó el investigador principal de la Universidad de Monash, el profesor Arthur Lowery.

«La autocalibración es importante porque hace que los circuitos integrados ópticos sintonizables sean útiles en el mundo real; las aplicaciones incluyen sistemas de comunicación óptica que convierten señales a destinos en función de su color, cálculos de similitud muy rápidos (factores de correlación), dispositivos científicos para análisis químico o biológico. e incluso la astronomía».



«La electrónica ha visto mejoras similares en la estabilidad de los filtros de radio que usan tecnologías digitales, lo que ha dado como resultado que muchos teléfonos celulares puedan compartir la misma masa de espectro: nuestros chips ópticos tienen estructuras similares, pero pueden operar con señales con un ancho de banda de terahercios».

Los investigadores dicen que las aplicaciones incluyen inteligencia artificial para automóviles autónomos, diagnósticos médicos y procesamiento de lenguaje natural, así como interruptores más pequeños para reconfigurar redes ópticas.

Este enfoque fue diseñado por el Dr. Mike Shaw del Departamento de Ingeniería de Sistemas Eléctricos e Informáticos de la Universidad de Monash y ahora de la Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Beijing, el Profesor Arthur Lowery del Departamento de Ingeniería de Sistemas Eléctricos e Informáticos de la Universidad de Monash y el Dr. Andy Bos de RMIT y ahora en el Universidad de Adelaida.

El chip fue diseñado por el profesor Arnan Mitchell y el Dr. Guangwi Ren, y el proyecto fue financiado por el Consejo de Investigación de Australia.

Si bien los circuitos ópticos manipulan y dirigen los canales ópticos de información, también pueden proporcionar cierta potencia computacional, por ejemplo, la búsqueda de patrones, lo cual es esencial para muchas aplicaciones, incluido el diagnóstico médico y la seguridad en Internet.

Los chips fotónicos convencionales deben fabricarse para soportar nanómetros, un proceso difícil y costoso, pero la autocalibración supera este problema.

“Nuestra solución es calibrar los chips después de la fabricación, para ponerlos en práctica usando una referencia en el chip, en lugar de usar un equipo externo”, dijo Lowry.

«Usamos la belleza de la causalidad y el efecto que sigue a la causa, lo que dicta que los retrasos ópticos de las rutas a través del chip se pueden inferir de forma única a partir de la intensidad frente a la longitud de onda, que es mucho más fácil de cuantificar que los retrasos de tiempo exactos. Hemos agregado un componente poderoso ruta de referencia a nuestro chip y calibrarlo. Esto nos da todas las configuraciones requeridas para «marcar» y la funcionalidad de conmutación deseada o la respuesta espectral «.

Este enfoque abre otras aplicaciones, incluidos los enlaces visuales que pueden encontrar instantáneamente patrones en los datos en flujos de datos, como imágenes, y eso es algo en lo que el grupo también ha estado trabajando.

«A medida que integramos más y más equipos del tamaño de un banco en chips del tamaño de una uña, se vuelve cada vez más difícil hacer que todos trabajen juntos para lograr la velocidad y la funcionalidad que tenían cuando eran más grandes. Superamos este desafío creando un chip lo suficientemente inteligente como para calibrarse a sí mismo para que todos los ingredientes funcionen a la velocidad que necesitan, al unísono”.

Se dice que el chip de autocalibración complementa el chip microcomp óptico, también desarrollado en la Universidad de Monash y RMIT, que ha logrado la velocidad de Internet más rápida del mundo con un chip del tamaño de una uña.

«Esta investigación es un gran avance: nuestra tecnología óptica ahora es lo suficientemente avanzada como para que se puedan integrar sistemas verdaderamente complejos en un solo chip. La idea de que un dispositivo podría tener un sistema de referencia en el chip que permitiría que todos sus componentes funcionen como una sola unidad, es un avance técnico que nos permitirá abordar los problemas de Internet interrumpido al reconfigurar rápidamente las redes ópticas que transportan nuestro Internet para obtener datos donde más se necesitan», dijo Mitchell.

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