Фотонный чип, преобразующий волны с высокой эффективностью

27.04.2021

Американские ученые создали фотонный чип, способный при помощи нелинейных оптических эффектов эффективно изменять частоту входящего сигнала и усиливать его на выходе.

Преобразование когерентных частот имеет множество приложений в области передачи классической и квантовой информации, визуализации и детекции. Этот процесс имеет решающее значение для соединения между классическими и квантовыми устройствами - в результате него изменяется частота сигнала, но начальная фаза и огибающая волны остаются теми же.

Авторы нового исследования создали фотонные чипы, которые способны эффективно преобразовывать входящие частоты при помощи нелинейных оптических эффектов. Фотонные устройства были выбраны не просто так - они потребляют мало энергии, хорошо масштабируются и имеют небольшой размер. К тому же, в таких чипах возможны оптические эффекты, недоступные для других платформ.

Физики представили новую схему для высокоэффективного преобразования частот на фотонном чипе. При генерации суммарной частоты - нелинейного оптического процесса, в результате которого можно преобразовать частоту входящего сигнала - устройство использует только условие согласования фаз для двух мод. Это существенно увеличивает скорость и уменьшает сложность процесса.

Эксперименты показали, что самая высокая эффективность наблюдалась для преобразования сигнала с частотой 1560 нанометров в волну с частотой 780 нанометров. Показатель эффективности составил 42% - выше, чем для многих современных устройств. Создав в чипе каскадные оптические эффекты, авторы смогли увеличить это значение практически до 100%.

<< Назад: Карманный костер Alpha Bonfire 28.04.2021

>> Вперед: Найдены звезды второго поколения 27.04.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Преобразователи MAX20343/MAX20344 15.07.2021 Компания Maxim Integrated освоила производство новых импульсных стабилизаторов напряжения MAX20343/MAX20344 для использования в компактных портативных устройствах с батарейным питанием. Микросхемы MAX20343/MAX20344 являются полностью интегрированным решением, содержащем в одном корпусе контроллер и силовые транзисторы, с помощью которых можно обеспечить нагрузки тока до 1 А при выходном напряжении 3,5 В. Силовая часть микросхем MAX20343/MAX20344 построена по неинвертирующей понижающе-повышающей схеме, что позволяет использовать их с первичными источниками энергии, напряжение которых может быть как больше, так и меньше требуемого выходного напряжения. При этом особое внимание было уделено функционированию микросхемы в случаях, когда входное напряжение приблизительно равно выходному: благодаря уникальному алгоритму переключения транзисторов в этих режимах удалось избежать резких колебаний напряжения на нагрузке и уменьшить уровень электромагнитных помех. Ключевыми преимуществами микросхем MAX20343/MAX20344 являются высокий КПД (обеспечиваемый возможностью гибкой конфигурации силовой части и адаптивным алгоритмом переключения силовых ключей), ультрамалый ток собственного потребления, начинающийся с 3,5 мкА в рабочем режиме и уменьшающийся до 0,3 мкА в режиме ожидания, малые уровни пульсаций выходного напряжения и электромагнитных помех. Сочетание этих преимуществ делает MAX20343/MAX20344 идеальными для медицинских приложений, например, для портативных фотоплетизмографов, точность измерения которых напрямую зависит от уровней пульсаций и шумов в цепях питания оптической измерительной системы. Высокая скорость реакции на переходные процессы, в том числе и на резкие колебания входного напряжения, позволяет применять данные микросхемы для питания устройств с резкопеременной нагрузкой, например, беспроводных датчиков интеллектуальных автоматизированных систем, использующих сети LPWAN. В подобных приложениях часто используются первичные источники питания с малой удельной мощностью, работающие совместно с ионисторами. В этом случае возможность работы при входном напряжении от 1,9 В позволяет максимально задействовать установочную мощность ионистора и увеличить время автономной работы. Еще одной областью применения микросхем MAX20343/MAX20344 являются беспроводные Bluetooth-наушники Truly Wireless Stereo. При большой разнице напряжений аккумуляторов футляра и наушников последние из-за уменьшения КПД интегрированных зарядных устройств начинают разогреваться, что может вызвать определенный дискомфорт при их использовании и приводит к нерациональному расходу ограниченного количества энергии аккумулятора футляра. В этом случае использование микросхем MAX20343/MAX20344 позволит уменьшить напряжение, подаваемое на зарядные устройства наушников, что приведет к меньшему разогреву их корпусов и более рациональному использованию энергии аккумулятора футляра.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026