GPS-ul nu funcționează? Cipul fotonic ajută dronele să zboare în zonele cu semnal slab

Cu finanțare de la Fundația Națională pentru Știință, cercetătorii de la Universitatea din Rochester dezvoltă cipuri fotonice care folosesc o tehnică cuantică numită amplificare cu valoare slabă pentru a înlocui giroscoapele mecanice folosite la drone, permițându-le să zboare acolo unde semnalele GPS sunt blocate sau indisponibile. O tehnică cuantică numită „amplificare a valorii slabe” este folosită pentru a înlocui giroscoapele mecanice folosite la drone, permițându-le să zboare acolo unde semnalele GPS sunt blocate sau indisponibile.
Folosind această tehnologie cuantică, oamenii de știință își propun să ofere același nivel de sensibilitate pe un mic cip fotonic portabil ca un bloc mare de giroscoape optice, care ar putea transforma navigația cu drone.
Jaime Cardenas, profesor asociat la Institutul de Optică, a primit un nou grant al Fundației Naționale de Știință pentru a dezvolta astfel de cipuri până în 2026.
Giroscoapele cu fibră optică utilizate în prezent pe dronele de ultimă generație conțin bobine de fire de fibră optică care au câțiva kilometri lungime sau au o gamă dinamică limitată, a spus Cardenas.
Astăzi, sensibilitatea și stabilitatea unui giroscop trebuie să fie în mod fundamental cântărite în raport cu dimensiunea și greutatea acestuia. „Pe măsură ce aeronavele fără pilot, dronele și sateliții devin mai mici și mai omniprezente, nevoia de giroscoape ultracompacte de navigație va deveni critică. Giroscoapele miniaturale de ultimă generație sunt compacte și robuste, dar lipsesc performanța, ceea ce împiedică utilizarea lor. în navigație”.
Potrivit lui Cardenas, amplificarea cu valoare slabă oferă avantaje față de metodele tradiționale, deoarece îmbunătățește semnalul din interferometrie fără a fi în detrimentul amplificării mai multor forme de zgomot tehnic. Cu toate acestea, demonstrațiile anterioare de amplificare cu valoare slabă au necesitat configurații complexe de laborator și calibrări precise; Cardenas a lucrat pentru a realiza o amplificare cu valoare slabă pe un cip microfotonic folosind rezonatoare inelare cu factor de înaltă calitate.
Colaboratorii lui Cardenas la proiect includ fizicianul Andrew Jordan, fost membru al facultății la Universitatea din Rochester și acum la Chapman U. Cardenas spune că va lucra și cu Centrul David T. Kearns pentru Leadership și Diversitate al universității pentru a extinde participarea persoanelor subreprezentate. grupuri prin experiențe de cercetare cu elevii de liceu în participarea districtului școlar al orașului Rochester și îi inspiră să aspire la cariere STEM.