Het vormgeven van radiosignalen met behulp van fotonica-technologieën lijkt een omweg. Maar de veelzijdigheid van de huidige programmeerbare silicium-fotonische circuits kan nieuwe mogelijkheden openen, aldus onderzoekers van de Universiteit Twente. Ze hebben hun microgolf fotonische spectrale vormer gepresenteerd in APL Fotonica .

Voor het verwerken van signalen in het radiofrequentie (RF) domein, bijvoorbeeld, in 5G-communicatie, toekomstige 6G of radar, scherpe filtering en andere zeer nauwkeurige bewerkingen op de hoogfrequente radiosignalen zijn belangrijk. Licht gegoten in geïntegreerde fotonische circuits kan signaalverwerking bieden met een hoge bandbreedte en ongeëvenaarde flexibiliteit dankzij de programmeerbaarheid van geïntegreerde fotonica. Maar nog steeds, het stadium waar radiosignalen worden omgezet in lichtgolven, bekend als optische modulatie, is omslachtig. De door de onderzoekers gepresenteerde spectrale shaper lost dit knelpunt op dankzij een aantal flexibele fotonische componenten.

Programmeerbare fotonica

Om het informatiesignaal vorm te geven, eerst worden de lichtcomponenten uit elkaar gehaald. De losse onderdelen, zoals de radiozijbanden rond de optische frequentie, kunnen dan afzonderlijk worden verwerkt. Wanneer alle fotonische verwerking is voltooid en de gewenste spectrale vorm is gecreëerd, licht wordt opnieuw gecombineerd en weer omgezet in een radiofrequentiesignaal. Al deze processen werden gedaan in de siliciumchip met behulp van ringvormige resonatoren en filters die elektronisch kunnen worden geprogrammeerd. De chip bevat ook een hogesnelheidsdetector om het licht weer om te zetten in radiogolven.

"Deze nieuwe spectrale vormer is de basis voor een hele reeks complexe bewerkingen die kunnen worden uitgevoerd op RF-signalen met behulp van programmeerbare fotonica, " zegt David Marpaung. Hij is hoogleraar bij de groep Nonlinear Nanophotonics aan de Universiteit Twente.

De chip die de Twentse onderzoekers Sydney en Gent laten in dit artikel zien dat het gemaakt is met siliciumfotonica. Chips van de volgende generatie gemaakt in siliciumnitride - de belangrijkste fotonische technologie in het MESA + NanoLab van de UT - worden momenteel getest in het laboratorium van Marpaung.

De krant, "Veelzijdige silicium microgolf fotonische spectrale vormer, " is gepubliceerd in APL Fotonica .