Прототип устройства, которое преобразовывает оптические сигналы в электронные (а если требуется, то и обратно) в 10 тысяч раз быстрее нынешних декодеров и модуляторов, создали и испытали инженеры и учёные из университета Калифорнии в Дэвисе (UC Davis).
Новый прибор работает со световыми сигналами с длиной волны порядка 1,55 мкм (частота излучения под две сотни терагерц). Он умеет очень точно измерять как амплитуду, так и фазу составляющих общий сигнал "тонких" импульсов в реальном времени и одновременно.
При этом полоса пропускания нового устройства достигает 160 ГГц, в то время как существующее серийное оборудование ограничено несколькими десятками гигагерц, а этот параметр напрямую влияет на информационную "насыщенность" сигнала.
"Мы нашли способ измерить ёмкий сигнал комбинацией стандартных электроники и оптики", — говорит Бен Йоо (S.J. Ben Yoo), руководитель лаборатории, разработавшей и создавшей этот прибор. Так скромно автор системы характеризует оригинальный приём, положенный в основу оптического чипа. Он разбивает входной поток на множество "узких ломтиков" частотного спектра, обрабатывает их параллельно, а затем вновь объединяет в единый импульс. Фактически, речь идёт о своего рода оптическом аналоге принципа параллельных вычислений в компьютерной технике.
Экспериментальный чип представляет собой тонкую пластину с набором микроскопических волноводов определённой конфигурации, дополненную свето- и фотодиодами для превращения фотонов в ток и обратно, а также другой внешней аппаратурой. Размеры чипа составляют 20 х 10 сантиметров.Внизу: спектр одного из испытательных сигналов. По вертикали отложена мощность, по горизонтали – отклонение от основной частоты (гигагерцы). Видно, что чип аккуратно разбил исходный сигнал на 640 мод, разделённых промежутком по 250 мегагерц каждая в пределах 160-гигагерцевого спектрального окна (иллюстрации UC Davis, Nicolas K. Fontaine et al.).
По словам Йоо, показанное устройство может быть интегрировано в кремниевый электронно-фотонный чип, и это может стать следующим шагом команды. Новая технология пригодится не только в сфере скоростных коммуникаций, но может оказаться полезной в криптографии, а также в высокоточных лидарах, считают создатели прибора.
