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Uma nova ferramenta para gerar sinais de micro-ondas pode ajudar a impulsionar avanços em comunicação sem fio, imagens, relógios atômicos e muito mais.
Os pentes de frequência são dispositivos fotônicos que produzem muitas linhas de laser igualmente espaçadas, cada uma travada em uma frequência específica para produzir uma estrutura semelhante a um pente. Eles podem ser usados para gerar sinais de microondas estáveis de alta frequência e os cientistas têm tentado miniaturizar a abordagem para que possam ser usados em microchips.
Os cientistas foram limitados em suas habilidades para ajustar esses microcombs a uma taxa para torná-los eficazes. Mas uma equipe de pesquisadores liderada por Qiang Lin, da Universidade de Rochester, professor de engenharia elétrica e de computação e ótica, delineou um novo microcomb ajustável de alta velocidade em Natureza Comunicações.
“Uma das áreas mais quentes de pesquisa em fotônica integrada não linear é tentar produzir esse tipo de pente de frequência em um dispositivo em escala de chip”, diz Lin. “Estamos entusiasmados por ter desenvolvido o primeiro dispositivo microcomb para produzir uma fonte de micro-ondas altamente sintonizável.”
O dispositivo é um ressonador de niobato de lítio que permite aos usuários manipular a largura de banda e as taxas de modulação de frequência várias ordens de grandeza mais rapidamente do que os microcombs existentes.
“O dispositivo fornece uma nova abordagem para o processamento eletro-óptico de micro-ondas coerentes e abre um grande caminho para o controle de alta velocidade de linhas penteadas de soliton, que é crucial para muitas aplicações, incluindo metrologia de frequência, síntese de frequência, RADAR/LiDAR, detecção e comunicação”, diz Yang He ’20 (PhD), que era um pós-doutorando em engenharia elétrica e de computação no laboratório de Lin e é o primeiro autor do artigo.
Outros coautores do grupo de Lin incluem Raymond Lopez-Rios, Usman A. Javid, Jingwei Ling, Mingxiao Li e Shixin Xue.
O projeto foi uma colaboração entre professores e alunos do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação de Rochester e do Instituto de Óptica, bem como do Instituto de Tecnologia da Califórnia. O trabalho foi apoiado em parte pela Defense Threat Reduction Agency, a Defense Advanced Research Projects Agency e a National Science Foundation.
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