EO

Fotonische microgolffilters herconfigureren zonder extern apparaat

08 september 2020 om 13:21 uur

Onderzoekers van het Photonics Systems Lab van EPFL hebben een manier bedacht om fotonische microgolffilters opnieuw te configureren zonder dat een extern apparaat nodig is. Dit maakt de weg vrij voor compactere, milieuvriendelijke filters die praktischer en goedkoper in gebruik zijn. Mogelijke toepassingen zijn onder meer detectie- en communicatiesystemen.


De bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Communications.

 

Op dit moment kunnen fotonische microgolfsystemen nog steeds geen lichtpulsen genereren op computerchips - een ontwikkeling die de chips milieuvriendelijker, goedkoper en praktischer in gebruik zou maken. Maar hier hebben de onderzoekers nu een doorbraak bereikt: ze hebben herconfigureerbare radiofrequentiefilters ontwikkeld die microgolven van hoge kwaliteit kunnen produceren zonder dat er een omvangrijk extern apparaat nodig is. Door interferentie tussen twee pulsen in een microcomb te creëren, konden ze de pulsen nauwkeurig regelen om de uitgaande radiofrequentie opnieuw te configureren.

 

Een fotonisch microgolffilter zet een inkomende radiofrequentie om in een optisch signaal dat vervolgens kan worden verwerkt door een fotonisch apparaat om informatie te extraheren. Een fotoreceptor zet het signaal dan weer om in een radiofrequentie. In april slaagden onderzoekers van het EPFL K-Lab erin om verschillende soorten microkammen op een siliciumnitride-chip te genereren om hoogwaardige solitonpulssignalen te produceren. Vervolgens moesten ze aantonen dat de pulssignalen konden worden gebruikt om de microgolven opnieuw te configureren en dat het systeem net zo flexibel, lineair, spectraal zuiver en ruisvrij was als de vorige, omvangrijkere apparaten. En daarvoor hebben de onderzoekers van het Photonics Systems Lab de chip geoptimaliseerd.

 

De technologie die wordt gebruikt in deze chips, die kleiner zijn dan een munt, is gebaseerd op de wisselwerking tussen licht en de omgeving. De golflengte van het signaal kan worden gewijzigd door de lichtbron te variëren of door de vorm of het materiaal van het optische kanaal te veranderen. "Door een lichtbron te gebruiken die verschillende golflengten kan combineren, kunnen we de filterstructuur vrij eenvoudig houden", legt Camille Brès uit, die het Photonics Systems Lab leidt. "Als we de frequentie opnieuw kunnen configureren door de lichtpuls te veranderen, hoeven we de fysieke ondersteuning niet te veranderen." De belangrijkste prestatie van de onderzoekers is dat ze de lichtgeneratoren van laptopformaat konden vervangen door miniatuur optische resonatoren op de chip die laserpulsen gebruiken om perfecte solitonen te genereren.

 

De uitgaande frequentie wijzigen

Om deze filters in verschillende toepassingen te kunnen gebruiken, moeten ze ook in staat zijn om de uitgaande radiofrequentie te veranderen. "Huidige filters vereisen programmeerbare pulsvormen om de uitgaande frequentie in te stellen en de golfkwaliteit te verbeteren, wat de systemen complex en moeilijk op de markt maakt", zegt hoofdauteur Jianqi Hu. Om dit obstakel te overwinnen, genereerden de onderzoekers interferentie op de chip tussen twee solitonen - door de hoek ertussen aan te passen, konden ze de filterfrequentie opnieuw configureren. Deze doorbraak betekent dat deze systemen volledig draagbaar gemaakt kunnen worden en gebruikt kunnen worden met 5G- en terahertz-golven.

 

Gerelateerd nieuws

Fotovoltaïsche verf?

Fotovoltaïsche verf?

Hoe handig zou het niet zijn als je je auto, je huis, of je boot kon voorzien van een likje fotovoltaïsche verf. Pogingen om dit te realiseren, bleven tot nu toe steken op laboratoriumschaal. Maar nu is er een doorbraak…

Imec en UGent ontwikkelen slimme contactlens met artificiële iris

Weer scherp zien dankzij slimme contactlens met artificiële iris

Onderzoekscentrum imec en Universiteit Gent stellen een prototype voor van een elektronische contactlens die de menselijke iris nabootst. Deze veelbelovende technologie vormt een potentiële oplossing voor mensen met een…

Rotor uit één stuk en schuin op de wind (video)

Rotor uit één stuk, schuin op de wind, houdt drijvende windmolen goedkoop en stabiel (video)

TouchWind ontwikkelt een compleet nieuw ontwerp voor een drijvende windturbine. Deze turbine maakt gebruik van een rotor uit één deel die schuin op de wind is geplaatst. Het innovatieve ontwerp verlaagt de kosten van…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Encoder WDGR - de incrementele redundantie

Het hoeft niet altijd SIL te zijn ... de incrementele redundante encoder WDGR.

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

22 september 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

22, 23, 29, 30 september 202

23 september 2020, online

FHI Online Kennisweken: Predictive Maintenaince

Met praktijk ervaringen van onder andere Tata Steel en ProRail.

24 september 2020, Vianen

Machineveiligheid in een dag

24 september en 1 oktober 2020 (avond) 1 dag of 2 avonden 09.00-16.00 uur incl. lunch of 17.00-21.30...

Meer agendapunten »