Тогда как с контролем за радиочастотой в далеком прошлом совладали, оптический контроль за частотой все еще существует в прошедшую «эру» кнопки тюнера. Это позвано тем, что оптические частоты так выше (200 миллионов мегагерц), чем радиочастоты (100 мегагерц). Урегулирование безотносительной частоты либо цвета, света, излучаемого от лазера с точностью, тяжёлое, по причине того, что лазерные частоты имеют тенденцию дрейфовать, как радиостанции в один раз сделали.Оптические синтезаторы частоты снабжают беспрецедентную работу, но до сих пор были громадными, дорогими и энергопотребляющими.
Дабы обратиться к этим ограничениям, Управление перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ (DARPA) в 2014 начало Прямой Цифровой Оптический Синтезатор На чипе (DODOS) программа.Сейчас, команда ученых Санта-Барбары UC – включая Джона Бауэрса, учителя электротехники и вычислительной техники, его сотрудник Люк Зэогараджэнэнд, четыре исследователя аспиранта UCSB – произвели большие шаги вперед в основанной на чипе интегрированной фотонике и нелинейной оптике, каковые разрешают миниатюру, энергосберегающие компоненты для оптического синтезатора. Их результаты появляются в издании Nature.
«Мы забрали что-то, что заняло целую оптическую скамейку, взвесило 50 фунтов и применяло киловатт власти и сделало ее порядками величины более действенный, объединив главные элементы на кремниевые фотонные интегральные схемы», сообщили Дачи, Фред Кэвли Чэр UCSB в Нанотехнологиях и директор Университета кампуса Энергоэффективности.Оптические синтезаторы частоты были очень полезными во множестве научной деятельности от поиска небес для отдаленных планет к обнаружению химикатов через чувствительную обнаружение света и лазерную спектроскопию высокой точности предоставления возможности и располагающийся (ОПТИЧЕСКИЙ ЛОКАТОР) при помощи света как правитель, дабы измерить расстояние.«Развитие оптического синтеза частоты существенно увеличило отечественную свойство к совершенно верно и совершенно верно измеряет пространство и время», сообщил Гордон Килер, диспетчер программ DARPA, приводящий DODOS. «Но отечественная свойство усилить разработку была ограничена.
Через DODOS мы создаем разработке, каковые разрешат более широкое развертывание и разблокируют бессчётные приложения. Цель пребывает в том, дабы сократить возможности лабораторного сорта вниз к размеру куска сахара для применения в заявлениях как ОПТИЧЕСКИЙ ЛОКАТОР, последовательных коммуникациях, метрологии точности и химическом ощущении».Объединяя несколько расчесок частоты, нескольких миниатюрных лазеров и других компактных оптикоэлектронных компонентов, исследователи смогли копировать возможности стола оптический синтезатор частоты на трех чипах, каждые меньше чем 5 мм x 10 мм в размере.
Theogarajan и его студенты проектировали и создали электрические интегральные схемы, дабы руководить синтезатором, что может настроить более чем 50 миллимикронов и обеспечить стабильность частоты 7 x 10-13 по окончании одной секунды сглаживания – соответствие тем из входных справочных часов. Стабильные часы серьёзны.«Чем более надежный часы, тем лучше Вы имеете возможность решить расстояние либо скорость либо сделать навигацию», растолковал Бауэрс. «У GPS имеется определенная резолюция.
Ваш телефон выяснит местонахождение Вас к в нескольких метрах. Но если бы у Вас были лучшие, более стабильные часы, Вы имели возможность бы разбить на треугольники более совершенно верно и взять лучшую резолюцию. Это назвало PNT, для ‘выбора и навигации точности времени’».
Ученые создали две миниатюризированных расчески частоты обращающимся лазерным светом, произведенным с одно-цветными лазерами «насоса» около оптических автострад, изготовленных на кремниевых чипах. Исполнение так верно может произвести большое количество дополнительных цветов, приведя к спектру, что похож на расческу для волос, где любой «зуб» – отдельный цвет либо частота. Это – большое отклонение от настольной версии оптического синтезатора частоты, что применяет волоконную оптику, специальные зеркала и громадные механические компоненты, выстроенные вручную, дабы достигнуть аналогичного результата.Программа DODOS входит в собственную последнюю фазу, на протяжении которой исследователи будут трудиться, дабы объединить отдельные компоненты с электроникой и изготовить сжато упакованное устройство, подходящее для применения в будущих военных и коммерческих оптических совокупностях.
У синтезатора могли быть применения в навигации, астрономии и спектроскопии.Цель, Бауэрс отметил, не пребывает в том, дабы сделать эту весьма правильную миниатюрную лазерную цена практически ничем.