Сравнение производительности стратегий синхронизации. Кредит: Природа Электроника (2025). Два: 10.1038/S41928-025-01349-7
Оптоэлектроника — это перспективные устройства, которые объединяют оптические компоненты, которые управляют использованием света с электроникой, которая использует электрический ток. Оптоэлектронные системы могут передавать данные быстрее, чем обычная электроника, что открывает новые возможности для разработки высокоскоростных коммуникационных технологий.
Несмотря на их потенциал, развертывание оптоэлектроники до сих пор было ограничено, отчасти из -за сообщенных трудностей в синхронизации оптически генерируемых сигналов с традиционными электронными часами. Эти сигналы трудно синхронизировать, поскольку оптические и электронные компоненты обычно работают на разных частотах.
Частоты оптических сигналов (то есть, как правило, сотни гигагерц), как правило, значительно выше, чем у электронных цепей, которые варьируются от мегагерца до нескольких гигагерц. Это несоответствие в частотах делает выравнивание частот двух типов компонентов, что, в свою очередь, отрицательно влияет на надежность и эффективность оптоэлектроники.
Исследователи из Пекинского университета, китайской академии наук и других институтов недавно разработали новую онкокомбр, небольшое оптическое устройство, которое может генерировать точную серию одинаково растущих частот, охватывающих разные длины волны.
Это устройство, изложенное в статье, опубликованной в Природа Электроникаможет служить точными часами как для оптических, так и для электронных компонентов, синхронизируя сигналы на широком диапазоне частот.
«Оптоэлектроника может быть использована для разработки быстрых и широкополосных информационных систем», — написали Сянпенг Чжан, Сюгуан Чжан и их коллеги. «Однако большое количество частот между оптически синтезированными сигналами и электронными часами затрудняет синхронизация оптоэлектронных систем.
«Мы описываем встроенную микрокомбу, которая может синтезировать одночастотные и широкополосные сигналы, охватывающие широкую частотную полосу (от мегахерца до сотен гигагерца), и которые могут обеспечить эталонные часы для электроники в системе».
По сравнению с другими ранее предложенными подходами к синхронизации сигналов в оптоэлектронике, микрокомб, разработанный исследователями, не требует так называемой когерентной обработки цифровых сигналов. Это метод для исправления несоответствий в программном обеспечении, который, как известно, является вычислительным требованием и, следовательно, не идеальным для практических применений.
«Наша стратегия синхронизации, которая выравнивает оптически синтезированные сигналы и электронику, может обеспечить точность манипуляции с сигналами и передачу данных без когерентной цифровой обработки сигналов», — написали исследователи. «Чтобы проиллюстрировать возможности этого подхода, мы создаем систему беспроводного суставового зондирования и связи, основанную на общем передатчике на основе микрокомб».
Чтобы оценить потенциал своего микрокомба, команда использовала его для разработки нового оптоэлектронного беспроводного устройства, которое можно использовать как для зондирования, так и для связи. В этой системе микрокомб служил передатчиком, облегчая передачу данных и дистанционное зондирование.
Результаты оценки команды были многообещающими, однако их микрокомб можно вскоре быть улучшенным. Например, используя фотодекторы с большей полосой пропускания, микрокомб может генерировать частоты, охватывающие все полосы частот микроволновой и терагерц.
Ключевым преимуществом нового устройства, созданного исследователями, является то, что оно обеспечивает высокие показатели повторения, а также потребляет меньше мощности, чем традиционные подходы к электронной синхронизации. В будущем микрокомб может быть улучшен дальше и использован для синхронизации сигналов в других оптоэлектронных системах, что потенциально способствует их будущему широко распространенному принятию.
Больше информации:
Xiangpeng Zhang et al. Природа Электроника (2025). Два: 10.1038/S41928-025-01349-7
Информация журнала:
Природа Электроника
© 2025 Science X Network
Цитирование: Новая встроенная микрокомба для синхронизации сигналов в оптоэлектронике (2025, 7 марта), полученная 10 марта 2025 года из этого документа, подлежит авторским праву. Помимо каких -либо справедливых сделок с целью частного исследования или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только для информационных целей.
