За кошти вНаціональний науковий фондДослідники з Університету Рочестера розробляють фотонні чіпи, які використовують квантову техніку підсилення слабкого значення, щоб замінити механічні гіроскопи, які використовуються в безпілотниках, дозволяючи їм літати там, де сигнали GPS заблоковані або недоступні.Квантова техніка під назвою «посилення слабкого значення» замінює механічні гіроскопи, які використовуються в дронах, дозволяючи їм літати в місцях, де сигнали GPS заблоковані або недоступні.
Використовуючи цю квантову технологію, вчені прагнуть забезпечити такий самий рівень чутливості маленького портативного фотонного чіпа, що й великий блок оптичних гіроскопів, що могло б змінити навігацію безпілотників.
Хайме Карденас, доцент Інституту оптики, отримав новий грант Національного наукового фонду на розробку таких чіпів до 2026 року.
За словами Карденаса, волоконно-оптичні гіроскопи, які зараз використовуються на найсучасніших дронах, містять котушки волоконно-оптичних ниток довжиною в кілька кілометрів або мають обмежений динамічний діапазон.
Сьогодні чутливість і стабільність гіроскопа необхідно порівнювати з його розміром і вагою. «Оскільки безпілотні літальні апарати, дрони та супутники стають меншими та все більш поширеними, потреба в надкомпактних гіроскопах навігаційного класу стане критичною. Сучасні мініатюрні гіроскопи є компактними та міцними, але їм не вистачає продуктивності, що заважає їх використання в навігації».
За словами Карденаса, слабке посилення має переваги перед традиційними методами, оскільки воно покращує сигнал від інтерферометрії без посилення кількох форм технічного шуму. Однак попередні демонстрації ампліфікації слабкої величини вимагали складних лабораторних установок і точного калібрування; Карденас працював над тим, щоб реалізувати слабке підсилення на мікрофотонній мікросхемі за допомогою високоякісних кільцевих резонаторів.
Серед співробітників Карденаса над проектом – фізик Ендрю Джордан, колишній викладач факультетуРочестерський університеті тепер у Chapman У. Карденас каже, що він також працюватиме з університетським Центром лідерства та різноманітності Девіда Т. Кернса, щоб розширити участь недостатньо представлених груп шляхом дослідницького досвіду з учнями старших класів у шкільному окрузі Рочестера та надихнути їх прагнути до кар'єри STEM.
