EO

'Toekomst fotonica ligt in slimme combinaties'

23 januari 2019 om 12:35 uur

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

Onderhoud sluizen en bruggen voorspeld door continue metingen

Onderhoud sluizen en bruggen voorspeld door continue metingen

Bruggen en sluizen die langer meegaan, minder energie verbruiken en minder vaak gestremd zijn. Dat is het resultaat als je beter kunt voorspellen wanneer onderhoud precies nodig is. In het programma Vitale Assets laten…

Nieuwe deeltjes ontdekken met behulp van zwarte gaten

Nieuwe deeltjes ontdekken met behulp van zwarte gaten

Sommige theorieën die verder gaan dan het Standaardmodel van de elementairedeeltjesfysica voorspellen dat er nieuwe, ultralichte deeltjes bestaan met veel kleinere massa’s dan die van de lichtste bekende deeltjes in…

Eenvoudige productiewijze gevonden voor bio-alternatief Pet

Eenvoudige productiewijze gevonden voor bio-alternatief Pet

Een van de meest succesvolle plastics is polyethyleentereftalaat (Pet), een product uit aardolie. Er bestaat een groen alternatief, gemaakt van furanen uit biomassa. Om die furanen te polymeriseren tot lange ketens zijn…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

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

Perfection in Automation

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

Safe PCB Nederland
Safe PCB Nederland

Printplaten/PCB's, prototype en series

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

23 november 2018, Groningen

BEYOND THE LAB: the DIY Science Revolution

Dit project laat zien dat mensen mee kunnen doen aan wetenschap en samen de verantwoordelijkheid delen...

Meer agendapunten »