特溫特大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種革命性的可編程集成微波光子濾波器，具有破紀(jì)錄的動(dòng)態(tài)范圍。這代表了射頻光子信號(hào)處理器功能和性能集成的重大突破。

該論文發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

該研究的作者之一David Marpaung教授博士說：“我們的工作打破了傳統(tǒng)和分散的集成，功能和性能方法，這種方法目前阻礙了這些光子系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的采用。傳統(tǒng)的射頻濾波器只能在狹窄的頻率范圍內(nèi)工作，這意味著您需要多個(gè)單獨(dú)的濾波器才能進(jìn)行寬帶操作。我們的設(shè)備是集成的寬帶，具有巨大的動(dòng)態(tài)范圍，因此可以在各種頻率范圍內(nèi)僅使用單個(gè)光子電路。

超高動(dòng)態(tài)范圍可編程集成MWP電路的演示圖

許多應(yīng)用

研究表明，濾波器可以在現(xiàn)代射頻和微波應(yīng)用中發(fā)揮關(guān)鍵作用，包括認(rèn)知無(wú)線電、多頻段全頻譜通信和寬帶可編程前端。在這一發(fā)現(xiàn)之前，具有如此先進(jìn)功能的可編程微波光子電路性能很差�！靶酒�的多功能編程很容易受到各種干擾，如信號(hào)的損耗、噪聲和失真，”Marpaung解釋道。

為了防止這種情況，研究人員采用可編程諧振器和干涉儀來減少噪聲和非線性失真的影響，同時(shí)提供大量的濾波功能。Marpaung說：“解決噪聲系數(shù)和動(dòng)態(tài)范圍問題是微波光子學(xué)中最困難的挑戰(zhàn)之一。這一突破證明了集成微波光子學(xué)確實(shí)可以實(shí)現(xiàn)非常高的性能。這將有助于在下一代通信系統(tǒng)（6G）和衛(wèi)星通信中采用這項(xiàng)技術(shù)。

創(chuàng)紀(jì)錄的低噪聲系數(shù)

研究人員使用了一種特殊的工具 - 所謂的調(diào)制變壓器 - 來調(diào)整光波和射頻信號(hào)的強(qiáng)度和時(shí)間。這樣可以增強(qiáng)芯片噪聲和動(dòng)態(tài)范圍性能。

通過將這些元件組合在單個(gè)微波光子學(xué)電路中，該團(tuán)隊(duì)能夠演示具有創(chuàng)紀(jì)錄的15 dB低噪聲系數(shù)的可編程濾波器功能，以及具有1 Hz帶寬下超過123 dB的超高動(dòng)態(tài)范圍的射頻陷波濾波器。這與完全安靜和搖滾音樂會(huì)之間的噪音水平相似。

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