Modellare i segnali radio utilizzando tecnologie fotoniche sembra una deviazione. Ma la versatilità degli attuali circuiti fotonici di silicio programmabili può aprire nuove possibilità secondo i ricercatori dell'Università di Twente. Hanno presentato il loro shaper spettrale fotonico a microonde in Fotonica APL .

Per elaborare i segnali nel dominio della radiofrequenza (RF), Per esempio, nelle comunicazioni 5G, futuro 6G o radar, sono importanti un filtraggio nitido e altre operazioni di alta precisione sui segnali radio ad alta frequenza. La luce modellata in circuiti fotonici integrati può offrire elaborazione del segnale con elevata larghezza di banda e flessibilità senza pari grazie alla programmabilità della fotonica integrata. Ma ancora, lo stadio in cui i segnali radio vengono convertiti in onde luminose, nota come modulazione ottica, è ingombrante. Lo shaper spettrale presentato dai ricercatori risolve questo collo di bottiglia grazie a una serie di componenti fotonici flessibili.

Fotonica programmabile

Per modellare il segnale informativo, prima vengono smontati i componenti della luce. Le parti separate, come le bande laterali della radio attorno alla frequenza ottica, possono quindi essere elaborati separatamente. Quando tutta l'elaborazione fotonica è terminata e viene creata la forma spettrale desiderata, la luce viene ricombinata e riconvertita in un segnale a radiofrequenza. Tutti questi processi sono stati eseguiti nel chip di silicio utilizzando risonatori a forma di anello e filtri che possono essere programmati elettronicamente. Il chip include anche un rilevatore ad alta velocità per riconvertire la luce in onde radio.

"Questo nuovo shaper spettrale è la base per un'intera gamma di operazioni complesse che possono essere eseguite su segnali RF utilizzando la fotonica programmabile, " Dice David Marpaung. È professore presso il gruppo Nonlinear Nanophotonics dell'Università di Twente.

Il chip che i ricercatori di Twente, Sydney e Gand dimostrano in questo articolo che è stato realizzato utilizzando la fotonica del silicio. I chip di nuova generazione realizzati in nitruro di silicio, la principale tecnologia fotonica presso il MESA+ NanoLab di UT, sono attualmente in fase di test nel laboratorio di Marpaung.

La carta, "Versatile modellatore spettrale fotonico a microonde al silicio, " è pubblicato in Fotonica APL .