Un equipo de investigación dirigido por el profesor Wang Cheng del Departamento de Ingeniería Eléctrica (EE) de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong (CityUHK) ha desarrollado un chip fotónico de microondas líder en el mundo que es capaz de realizar procesamiento y cálculo de señales electrónicas analógicas ultrarrápidas mediante óptica.
El chip, que es 1.000 veces más rápido y consume menos energía que un procesador electrónico tradicional, tiene una amplia gama de aplicaciones, que abarcan sistemas de comunicación inalámbrica 5/6G, sistemas de radar de alta resolución, inteligencia artificial, visión por computadora y procesamiento de imágenes/vídeo. .
Los hallazgos del equipo fueron publicados en Nature. en un artículo titulado "Motor de procesamiento fotónico de microondas de niobato de litio integrado". Es una investigación colaborativa con la Universidad China de Hong Kong (CUHK).
La rápida expansión de las redes inalámbricas, el Internet de las cosas y los servicios basados en la nube ha impuesto demandas importantes a los sistemas de radiofrecuencia subyacentes. La tecnología de fotónica de microondas (MWP), que utiliza componentes ópticos para la generación, transmisión y manipulación de señales de microondas, ofrece soluciones efectivas a estos desafíos. Sin embargo, los sistemas MWP integrados han tenido dificultades para lograr simultáneamente un procesamiento de señales analógicas de ultra alta velocidad con integración a escala de chip, alta fidelidad y baja potencia.
"Para abordar estos desafíos, nuestro equipo desarrolló un sistema MWP que combina conversión electroóptica (EO) ultrarrápida con procesamiento de señales multifuncional de baja pérdida en un único chip integrado, algo que no se había logrado antes", explicó el profesor Wang. P>
Dicho rendimiento es posible gracias a un motor de procesamiento MWP integrado basado en una plataforma de niobato de litio (LN) de película delgada capaz de realizar tareas de procesamiento y cálculo multipropósito de señales analógicas.
"El chip puede realizar cálculos analógicos de alta velocidad con anchos de banda de procesamiento ultra amplios de 67 GHz y excelentes precisiones de cálculo", afirmó Feng Hanke, Ph.D. estudiante de EE y primer autor del artículo.
El equipo se ha dedicado a investigar la plataforma fotónica integrada LN durante varios años. En 2018, colegas de la Universidad de Harvard y los laboratorios Nokia Bell desarrollaron los primeros moduladores electroópticos integrados compatibles con CMOS (semiconductor de óxido metálico complementario) del mundo en la plataforma LN, sentando las bases para el avance de la investigación actual. Al LN se le conoce como el "silicio de la fotónica" por su importancia para la fotónica, comparable al silicio en la microelectrónica.
Su trabajo abre un nuevo campo de investigación, es decir, la fotónica de microondas LN, que permite chips de fotónica de microondas con tamaños compactos, alta fidelidad de señal y baja latencia; también representa un motor informático y de procesamiento electrónico analógico a escala de chip.
Más información: Cheng Wang, motor de procesamiento fotónico de microondas de niobato de litio integrado, Naturaleza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07078-9. www.nature.com/articles/s41586-024-07078-9.
Información de la revista: Naturaleza
Proporcionado por la Universidad de la ciudad de Hong Kong
