ENGINEERINGNET.BE - Dit betekent een belangrijke doorbraak in de integratie van functionaliteit en prestaties in fotonische signaalprocessoren voor radiofrequenties.
Prof. dr. David Marpaung: "Ons werk doorbreekt de standaard en gefragmenteerde aanpak van integratie, functionaliteit en prestaties. Dit werk opent de weg voor de toepassing van fotonische systemen in reële toepassingen. Traditionele radiofrequentiefilters werken alleen in een smal frequentiebereik."
"Dat betekent dat je verschillende afzonderlijke filters nodig hebt voor breedbandwerking. Ons apparaat is intergreerbaar, breedbandig en heeft een enorm dynamisch bereik, waardoor het mogelijk is om slechts één enkel fotonisch circuit te gebruiken voor verschillende frequentiebereiken."
Vóór deze ontdekking waren de prestaties van programmeerbare fotonische microgolfschakelingen met dergelijke geavanceerde functies slecht. Veelzijdige programmering van de chip resulteerde in verschillende storingen zoals verlies, ruis en vervorming van het signaal.
Om dit te voorkomen maken de onderzoekers gebruik van programmeerbare resonatoren en interferometers. De combinatie van die twee kan het effect van ruis en niet-lineaire vervorming verminderen en biedt tegelijkertijd een groot aantal filterfuncties.
De onderzoekers gebruikten ook een speciaal instrument (een zogenaamde modulatietransformator) om de sterkte en timing van lichtgolven en radiofrequentiesignalen aan te passen. Hierdoor verbeterden ze de hoeveelheid ruis en het dynamisch bereik van de chip.
Door deze elementen te combineren in een enkele schakeling, liet het team programmeerbare filterfuncties zien met een record lage hoeveelheid ruis van 15 dB en een radiofrequentie notch filter met een ultrahoog dynamisch bereik van meer dan 123 dB in 1 Hz bandbreedte.
Het filter kan een sleutelrol spelen in moderne radiofrequentie- en microgolftoepassingen, waaronder cognitieve radio, multi-band all-spectrum communicatie en breedband programmeerbare front-ends.
Marpaung: "Het oplossen van het probleem van ruis en het dynamisch bereik is een van de moeilijkste uitdagingen in de microgolffotonica. Deze doorbraak bewijst dat geïntegreerde microgolffotonica inderdaad zeer hoge prestaties kan leveren. Dit zal de toepassing van deze technologie in bijvoorbeeld de volgende generatie communicatietechnologie (6G) en satellietcommunicatie bevorderen."
