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來自悉尼大學(xué)澳大利亞納米科學(xué)與技術(shù)研究所的研究人員，在芯片級光學(xué)器件的亞納秒級的時(shí)間尺度上實(shí)現(xiàn)射頻信號控制，取得了突破。
射頻信號（RF）是一種特定范圍內(nèi)的電磁波頻率，廣泛用于通信和雷達(dá)信號。這項(xiàng)工作會對當(dāng)前的無線革命帶來影響。
射頻信號快速控制的示意圖 來源：悉尼大學(xué)
這項(xiàng)突破今天在具有高影響力的雜志《光學(xué)》上得以詳細(xì)介紹。CUDOS和悉尼大學(xué)物理學(xué)院的博士生，首席作者Yang Liu 表示，這項(xiàng)新研究可解開全球無線網(wǎng)絡(luò)面臨的寬帶瓶頸，是在澳大利亞納米科學(xué)與技術(shù)研究所（AINST）進(jìn)行，這是一座斥資1．5億美元的悉尼科學(xué)中心。Liu先生表示：“當(dāng)前，有100億個移動設(shè)備連接到無線網(wǎng)絡(luò)（據(jù)思科公司去年報(bào)告）并且都需要寬帶和容量�！�
通過在芯片上創(chuàng)建非�？斓目烧{(diào)諧延遲線，一個人可在瞬間為更多的用戶提供更寬的寬帶。
“快速控制射頻信號是在日常生活和國防應(yīng)用中的關(guān)鍵性能。舉例來說，為未來移動通信減少功耗并最大限度地增加接收范圍，射頻信號就需要從信息中心實(shí)現(xiàn)向不同蜂窩用戶的定向和快速分配，而不是向所有方向傳播信號能量。”現(xiàn)代通信和國防領(lǐng)域中，射頻技術(shù)高調(diào)諧速度的不足，推動了緊湊型光學(xué)平臺解決方案的發(fā)展。
在悉尼納米科學(xué)中心，研究員David Marpaung， Benjamin Eggleton， Yang Liu 和Amol Choudhary 正指向一個在寬帶微波測試平臺中進(jìn)行評估的縮略圖尺寸的芯片。
這些光學(xué)同行的性能通常會被片上加熱器提供的毫秒級（每秒1／1000）低調(diào)諧速度所限，同時(shí)還會有制造的復(fù)雜性和功耗方面的副作用。
Liu 先生表示：“為規(guī)避這些問題，我們基于光學(xué)控制開發(fā)出了一項(xiàng)簡單的技術(shù)，使響應(yīng)時(shí)間快于一納秒：十億分之一秒——這比熱加熱快了100萬倍。”
CUDOS主任，合著人Benjamin Eggleton教授，也是納米光子學(xué)電路AINST核心研究處的帶頭人，他表示，這項(xiàng)技術(shù)不僅對建立更高效的雷達(dá)探測敵方攻擊很重要，對每個人的改進(jìn)都意義重大。
Eggleton教授表示：“這樣的制度不僅對維護(hù)我們的防務(wù)能力至關(guān)重要，它也將有助于培育所謂的無限革命——越來越多的設(shè)備連接到無線網(wǎng)絡(luò)�！�
Eggleton教授表示：“這包括物聯(lián)網(wǎng)、第五代通信（5G）、智能家居和智能城市。硅光子學(xué)是支撐這一進(jìn)步的技術(shù)，進(jìn)展非常迅速，目前正在數(shù)據(jù)中心發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序�！拔覀兿Ｍ@項(xiàng)工作的應(yīng)用程序能夠在十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)，為無線寬帶問題提供解決方案�！薄澳壳拔覀冋铝τ诟冗M(jìn)的高集成度的硅器件，用于小型移動設(shè)備�！�
通過在千兆赫的速度上改變控制信號，射頻信號的時(shí)間延遲可在相同速度進(jìn)行放大和切換。Liu先生和他的同事們——Amol Choudhary博士，David Marpaung 博士和Eggleton 教授在集成光子芯片上實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。為那些具有無與倫比優(yōu)勢的超快和可重構(gòu)射頻系統(tǒng)鋪平了道路，這些優(yōu)勢包括緊湊性，能耗低，制造復(fù)雜度低，以及現(xiàn)有射頻信號功能的靈活性和兼容性。
