EO

'Toekomst fotonica ligt in slimme combinaties'

23 januari 2019 om 12:35 uur

Verschillende technologieën en materialen komen samen op één optisch platform

Fotonica en radiosignalen komen samen in snelle draadloze datacommunicatie, zoals in 5G. Tegelijk gaan toepassingen van fotonica al veel verder dan alleen telecommunicatie. Niet zelden komt die vooruitgang uit onverwachte hoek. David Marpaung onderzoekt bijvoorbeeld de combinatie van licht, radio en geluidsgolven, die hem in staat stelt filters van hoge kwaliteit te ontwerpen. In een ‘review paper’ in Nature Photonics geeft de UT-er zijn visie op de volgende fase in fotonische chips. Bijvoorbeeld over ‘neuromorphic’, brein-geïnspireerde optische computers.


De fotonische chip kan het straks niet meer alleen, daarvan is Marpaung overtuigd. De trend is om slimme combinaties te zoeken van materialen en tools: alleen zo komen we tot de volgende generatie fotonica. Dat begint al bij zijn eigen onderzoek, waarin hij licht, radiofrequenties en akoestische golven combineert.

 

Licht afremmen

Fotonische chips zetten radiofrequenties om in licht dat met veel hogere frequenties werkt. Op die manier zijn snelle verbindingen te leggen tussen zendstations voor bijvoorbeeld de komende 5G standaard. Radio heeft als voordeel dat je scherpe filters kunt ontwikkelen die precies zijn af te stemmen op het deel van de radioband dat je wilt gebruiken. Dat is ook nodig, want de ruimte is schaars. Eenmaal omgezet naar licht, is het veel lastiger om een goed filter te maken, alleen al door zin snelheid. Door akoestische golven - geluid met een heel hoge frequentie - te introduceren, is het licht even af te remmen, zodat ook in het optische domein filters zijn te ontwerpen. Dit heet ‘stimulated Brillouin scattering' en is Marpaungs domein.


Het paper in Nature Photonics, dat Marpaung schreef samen met Jianping Yao van de Universiteit van Ottawa en Jose Campany van de Universiteit van Valencia, geeft een brede kijk op de toekomst en is een pleidooi voor het vinden van creatieve combinaties. Momenteel voeren drie materialen de boventoon in fotonica: siliciumnitride, indiumfosfide en silicium-op-isolator, ieder met hun eigen sterke punten en zwakten. De toekomst is volgens de auteurs aan hybride systemen, met combinaties van materialen en technologieën. Recent werk van de UT laat bijvoorbeeld zien dat je fotonica ook kunt integreren in CMOS chiptechnologie, dat het voordeel heeft van productie op grote schaal. Oplossingen komen ook van micromechanica. Als je voor een fotonica-chip lasers nodig hebt met verschillende kleuren licht, nemen die al gauw veel ruimte in beslag en ze verbruiken veel energie. Een kamvormige structuur van microresonatoren biedt uitkomst.

 

Flexibele processoren

Dankzij het samenkomen van verschillende disciplines, kan fotonica een veel grotere rol gaan spelen dan in telecommunicatie en signaalverwerking. Inmiddels zijn lichtprocessoren te ontwikkelen die bestaan uit basiseenheden zoals ‘Mach-Zehnder interferometers' die logische operaties kunnen uitvoeren. Die processoren zijn niet ‘dedicated' voor één toepassing, ze zijn herconfigureerbaar.

 

Spikes

Marpaung ziet voorts aansluiting bij kwantumcomputers, maar ook bij computers geïnspireerd door de werking van het brein: ‘neuromorphic optical computers'. Als we weten dat het brein functioneert met vurende netwerken van neuronen, kunnen we die ‘spikes' dan ook vertalen naar lichtsignalen en op een vergelijkbare manier gaan rekenen? Ook hier gaat het alleen werken als verschillende technologieën samenkomen.

 

Gerelateerd nieuws

Vliegen in een hete chemische brij

Vliegen in een hete chemische brij

Aan wat voor eisen moeten de materialen in een vliegtuigromp voldoen om 5 keer de snelheid van het geluid te kunnen weerstaan? En hoe test je dit? Op zoek naar een antwoord op dit probleem hebben ingenieurs van het…

Quick scan alternatieve verwarmingstechnieken voor de industrie

Quick scan: alternatieve verwarmingstechnieken voor de industrie

Het overgrote deel van de Nederlandse industrie haalt warmte uit fossiele brandstoffen. Er zijn elektrische alternatieven, maar bedrijven weten vaak niet welke van deze verwarmings- en droogtechnologie veelbelovend zijn.…

Goud voor auto die zelf de zon opzoekt

Goud voor auto die zelf de zon opzoekt

Solar Team Eindhoven, het team van de TU Eindhoven, heeft voor de vierde keer op rij de hoofdprijs gepakt in de Cruiser Class van de Bridgestone World Solar Challenge. Het team legde de ruim drieduizend kilometer lange…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Veilig heksysteem PSENmlock

Het heksysteem PSENmlock biedt een veilige vergrendeling en veilige sluiting in slechts één product. De PSENmlock...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

19 oktober 2019, Eindhoven

Dutch Design Week

Ontwerpers presenteren hun werk op 100 locaties in Eindhoven

24 oktober 2019, Vianen - 24 en 25 oktober

Basistraining automatiseringssysteem PSS4000

Meer agendapunten »